Astronomia w morzu

Podwodny teleskop będzie łowił neutrina, najbardziej nieuchwytne cząstki - pisze Krzysztof Kowalski.

Publikacja: 03.04.2014 08:59

Teleskop spocznie w głębinie, aby chronić się przed promieniowaniem kosmicznym

Teleskop spocznie w głębinie, aby chronić się przed promieniowaniem kosmicznym

Foto: materiały prasowe

NESTOR – Neutrino Extended Submarine Telescope with Oceanographic Research – zostanie umieszczony na dnie Morza Śródziemnego, na głębokości 4000 m, 31 km od miasta i portu Pylos na Peloponezie.

Eksperymentem kieruje dr Giorgos Stavropoulos z Institute for Nuclear and Particle Physics University of Virginia. Projekt NESTOR otrzymał dofinansowanie w ramach unijnego programu wspierania badań i rozwoju „Horyzont 2020".

Neutrina niezwykle trudno dostrzec. Przenikają niemal bez śladu przez wszystkie postacie materii, przez planety, kosmiczne obłoki gazowe, a nawet zewnętrzne powłoki gwiazd. Wszystkie inne cząstki są zatrzymywane przez skorupę ziemską bądź grubą warstwę wody. Ale nie neutrina. Ich toru nie zmieniają nawet pola magnetyczne planet.

W ciągu sekundy miliardy neutrin trafiają w każdy metr powierzchni kuli ziemskiej i wnikają w nią niemal bez śladu. Niemal, ponieważ ślad jednak pozostaje, ale tylko wtedy, gdy neutrino zderzy się z elektronem lub jądrem atomu. Tylko jedna na miliard tych cząstek ma szansę na taką kolizję.

Właśnie takie zderzenie trzeba zarejestrować, aby udowodnić istnienie cząstki. Gruba warstwa wody izoluje teleskop od promieniowania kosmicznego, obecnego w ziemskiej atmosferze, które zakłócałoby badania. Już w 1930 r. słynny fizyk Wolfgang Pauli przewidział teoretycznie istnienie tych cząstek, ale trzeba było jeszcze ćwierć wieku, aby udowodnić to doświadczalnie.

Dotychczasowe wyniki polowania na neutrina nie są imponujące, udaje się jedynie potwierdzać ich istnienie. Teraz jednak naukowcy zamierzają łowić je na większą skalę, aby dowiedzieć się, skąd przybywają, w trakcie jakich procesów się uwalniają.

Narzędziem do tego jest NESTOR i jego detektory umieszczone w tytanowych osłonach, aby wytrzymały ogromne ciśnienie wody. Uzyskane informacje przekazywane będą światłowodem do laboratorium na lądzie.

Tylko jedno neutrino na miliard, przenikając przez Ziemię, wchodzi w reakcję z napotkanym atomem. Jeśli do takiego zderzenia dochodzi w zbiorniku wodnym, powstaje tzw. promieniowanie Czerenkowa, które może być rejestrowane w detektorach.

W taki sposób działa także podwodny teleskop ANTARES (Astronomy with a Neutrino Telescope and Abyss Environmental Research) także zanurzony w Morzu Śródziemnym. Zbudowały go francuskie instytuty badawcze: Centrum Fizyki Cząstek w Marsylii oraz Instytut Badań Podstawowych Praw Wszechświata w Scalay.

ANTARES jest już gotowy, składa się z 12 strun, każda długości 480 metrów, opuszczonych na głębokość 2,5 km.

Struna to dwie liny ze stali nierdzewnej oddalone od siebie o 2,3 m. Pomiędzy nimi umocowane są moduły optyczne, jest ich ponad 900, do rejestrowania migawkowych rozbłysków światła towarzyszącego zderzeniom neutrin z elektronami lub jądrami atomów. Dane uzyskane przez ten teleskop przesyłane są światłowodem długości 40 km do bazy koło Tulonu.

NESTOR – Neutrino Extended Submarine Telescope with Oceanographic Research – zostanie umieszczony na dnie Morza Śródziemnego, na głębokości 4000 m, 31 km od miasta i portu Pylos na Peloponezie.

Eksperymentem kieruje dr Giorgos Stavropoulos z Institute for Nuclear and Particle Physics University of Virginia. Projekt NESTOR otrzymał dofinansowanie w ramach unijnego programu wspierania badań i rozwoju „Horyzont 2020".

Pozostało jeszcze 88% artykułu
Materiał Partnera
Motory molekularne. Tak naukowcy uczą nanocząsteczki kręcić się na zawołanie
Nauka
Połączenie tych dwóch leków wydłużyło życie myszy o około 30 proc. Czy pomoże ludziom?
Nauka
Naukowcy ostrzegają przed tym, co dzieje się w oceanach. „Prawdziwy powód do niepokoju”
Nauka
Rak i ryba. Czy mogą nam pomóc usunąć mikroplastik ze środowiska?
Materiał Promocyjny
Obiekt z apartamentami inwestycyjnymi dla tych, którzy szukają solidnych fundamentów
Nauka
Niezwykłe znalezisko na Hawajach. Z jądra Ziemi wyciekają złoto i inne cenne metale