Гигантская обсерватория IceCube, сооруженная под 2,5-километровой толщей антарктического льда на Южном полюсе, будет улавливать частицы нейтрино, образованные взорвавшимися звездами, и поможет ученым лучше изучить устройство Вселенной и понять природу черных дыр
На возведение нейтринной обсерватории потребовалось 10 лет и $280 млн. Она представляет собой массив из связанных между собой 86 детекторов светового излучения, которые при помощи технологии водогрейного бурения были погребены подо льдом на глубинах от 1,4 до 2,5 км.
Вмороженный в лед телескоп способен увидеть то, что не могут обычные детекторы,— мельчайшие и почти неуловимые нейтрино. Эти не имеющие заряда частицы со скоростью света свободно пролетают сквозь любое вещество, однако, взаимодействуя со льдом, они производят лептоны, часть которых в свою очередь испускает фотоны — свет, который можно засечь.
«Лед выполняет функцию фильтра, изолирующего нейтрино и облегчающего их изучение. Он также защищает телескоп от радиации, способной повредить детекторы. Если сверхновая звезда взорвется в галактике сейчас, мы сможем засечь сотни нейтрино в IceCube. Мы не способны разглядеть их по отдельности, но весь телескоп озарится светом, как небо во время массивного фейерверка. Эта картина расскажет о том, откуда прилетели нейтрино»,— рассказал на прошедшей в Мельбурне Международной конференции физиков профессор новозеландского Университета Кентербери Дженни Адамс.
По его словам, если поднять вверх палец, сквозь него каждую секунду будут пролетать десятки миллиардов нейтрино. Однако до 2010 г. ученым удалось засечь лишь 14 этих частиц. После постройки огромного 170-тонного детектора MINERvA исследователи Университета Северной Каролины научились отлавливать один из 10 млрд. пролетающих сквозь него нейтрино, чего оказалось достаточно для передачи с помощью пучков нейтрино закодированных двоичным кодом сообщений. Однако отловленные в MINERvA и других подобных детекторах нейтрино созданы на Земле с помощью ускорителя заряженных частиц, тогда как IceCube способен видеть нейтрино космического происхождения и получать уникальные сообщения из космоса. «Это новое окно во Вселенную, новый способ ее рассмотрения»,— утверждает Дженни Адамс.
«Ледяной телескоп» привлек к себе внимание в свете сделанного на прошлой неделе величайшего за 60 лет открытия в физике — бозонов Хиггса — базового строительного материала Вселенной. Ожидается, что изучение бозонов поможет, наконец, понять устройство загадочных черных дыр, невидимых обычными телескопами. Поскольку столкновения черных дыр сопровождаются выплеском нейтрино, IceCube поможет понять это явление. После нахождения бозонов Хиггса главной загадкой для современной физики остается черная материя. Из нее состоит 80% Вселенной, но поскольку она не испускает, не поглощает и не отражает свет, о ее существовании пока свидетельствует только измерение гравитационных сил в ее окрестностях.