2010 년부터 남극 아래의 얼음에서 얼어 붙은 탐지기 인 아이스 큐브 (Icecube)는 깊은 공간에서 중성미자를 붕괴시켰다. 우주는이 풋내기, 거의 질량이없는 입자로 가득 차 있지만, Icecube는 드문 서브 세트 이후입니다. 그들은 초신성, 중성자 별, 블랙홀과 같은 먼 우주 가속기의 메신저입니다. Icecube는 입방 킬로미터의 얼음에서 약 300 명을 잡았지만 지금까지 두 번의 소스로 추적하는 데 성공을 거두었습니다. 이제 남극 얼음을 깊은 북부 해역으로 거래하는 새로운 탐지기의 도움을받을 준비가되어 있습니다.
이번 달, 연구원들은 입방 킬로미터 중성미자 망원경 (KM3Net)을 건설하기 위해 시칠리아 해안의 지중해로 센서 줄을 떨어 뜨리기 시작할 것입니다. 한편, 러시아 팀은 세계에서 가장 깊은 호수 인 시베리아의 바이 칼 호수의 얼어 붙은 표면에서 탐지기 줄을 깊이로 떨어 뜨려 노력하고 있습니다. Gigaton Volume Detector (Baikal-GVD)는 이미 절반이 완료되어 데이터를 가져옵니다. 세 번째 노력 인 Pacific Ocean Neutrino Explorer (Pone)는 내년 캐나다 서해안에 하나 이상의 프로토 타입 문자열을 배치하기를 희망합니다.
Uppsala University의 Astroparticle 물리학 자 및 IceCube 팀원 인 Olga Botner는“우리는 전 세계 네트워크를 갖기를 기대하고 있습니다. "3 개의 탐지기를 사용하면 더 많은 중성미자와 출처를 식별 할 가능성이 더 큽니다."
.중성미자의 수조는 매 초마다 신체를 통해 눈에 띄지 않게되며, 대부분은 태양과 같은 현지 소스에서 저에너지 중성미자입니다. Icecube와 다른 "Neutrino Telescopes"는 하전 된 입자 (통화 광선)가 가스 구름을 통해 스매쉬 한 우주의 초고속 에너지에 영향을 미쳤을 때 생성 된 희귀 한 에너지 중성미자를 연구합니다. 우주 광선은 지구에 도달 할 수 있지만 우주의 자기장을 통한 비틀기 여행을 따라 가기 때문에 그들의 출처로 쉽게 추적 할 수는 없습니다. 충전없는 중성미자는 소스를 드러내는 진정한 비행 경로를 제공합니다. 그러나 연구원들이 그들을 잡을 수있는 경우에만.
매우 가끔 지나가는 중성미자는 원자 핵과 충돌하여 다른 입자를 산란시킵니다. 물이나 얼음에서, 그 입자들은 느려짐에 따라 빛의 섬광을 방출합니다. IceCube는 5000 개가 넘는 가벼운 탐지기가 포함되어 있으며 깊고 투명한 얼음을보고 플래시의 타이밍과 밝기를 고정시켜 연구자들이 중성미자의 에너지와 경로를 재구성 할 수 있습니다.
.Icecube는 매년 약 30 개의 고 에너지 중성미자를 잡으며, 이는 과도 못성으로 추정됩니다. 그것은 Starburst Galaxies의 Supernovae에서 나올 것으로 예상되는 수에 관한 것입니다. 이 별들이 죽고 폭발 할 때, 그들은 초신성 근처의 스타 형성 가스의 밀집된 구름을 뚫을 때 중성미자를 생산하는 우주 광선을 쫓아내는 것으로 생각됩니다.
.Weizmann Science Institute의 이론가 Eli Waxman은 Icecube가 외래성 중성미자를 감지하는 비율은 "이것이 근원이라는 강력한 힌트"라고 말합니다. 그러나 지금까지, 2 개의 중성미자는 원인으로 거슬러 올라가는 소스로 거슬러 올라갑니다. 하나는 Blazar에서 나온 것처럼 보였고, 지구를 가리키는 SMBH의 제트기, 그리고 올해 초에 갯벌 장애 사건 (SMBH가 별을 찢어 버리는 SMBH)에서 발표 한 것 같았습니다. 이 문제를 해결하기 위해 Waxman은 연구자들은 더 큰 탐지기와 더 나은 가리키기가 필요하다고 말했다. "이 차세대를 통해 우리는 개별 스타 버스트 은하를 식별 할 것입니다."
물과 얼음의 함정
Icecube를 건설하는 데 5 년 동안 열수 제트가있는 남극 얼음 캡에 5 년간의 드릴링이 필요했습니다. 심해 수중 감지기를 구축하는 데는 고유 한 도전이 있습니다. 40 미터 간격으로 탐지기로 장식 된 각 KM3Net 줄은 배에서 공을 and 다. 부표는 문자열을 똑바로 유지하는 반면, 원격으로 작동하는 잠수정은 고정되어 전원 및 통신 네트워크에 연결합니다. 팀은 9 월까지 18 개의 문자열을 설치할 준비를하고 있습니다. 마르세유의 입자 물리학 센터의 Paschal Coyle 대변인은“이것은 주요 진전입니다. 목표는 2026 년까지 230 개의 문자열과 4000 개 이상의 조명 탐지기를 갖추기 위해 Icecube보다 약간 더 큰 검출기를 만드는 것입니다.
Baikal-GVD 연구자들은 더 쉬운 일을합니다. 현재로서는 얼어 붙은 호수로 안전하게 운전하고 윈치를 세우고 끈을 물 속으로 내릴 수 있습니다. 러시아 과학 아카데미의 핵 연구 연구소의 Dmitry Zaborov는“얼음 위에서 일하면서 물건을 더 쉽고 저렴하게 배치 할 수 있습니다. 이 팀은 지금까지 56 개의 문자열을 설치했으며 2024 년까지 40 개를 목표로 삼아 Icecube 크기의 약 70%를 차지합니다.
얼음 대신 물을 사용하면 새로운 탐지기에게 가장자리가됩니다. 빛은 물에 덜 산란하므로 입자 트랙을보다 정확하게 매핑 할 수있어 중성미자의 기원을 더 선명하게 볼 수 있습니다. KM3Net은 IceCube의 0.5 °에 비해 0.1 ° 미만의 최고 각도 해상도를 달성 할 수 있다고 추정합니다. 이는 보름달의 크기입니다.
.북반구의 망원경 위치도 플러스입니다. 중성미자 탐지기는 지구를 통과 한 중성미자를보고 많은 배경 입자에 대한 방패 역할을합니다. 결과적으로, Icecube의 견해는 북부 하늘을 차지합니다. 대조적으로 북부 탐지기는 남쪽, 은하수의 중심부로, 자화 된 중성자 별, 은하의 SMBH, 또는 천문학자가 운이 좋으면 새로운 초신성이라면
입니다.10 년 후에 그들은 P-one이 합류 할 수 있으며, 이는 브리티시 컬럼비아 해안에서 해양 실험을 위해 설치된 기존 전력 및 데이터 케이블 네트워크를 활용하고 있습니다. 뮌헨 기술 대학의 팀 리더 인 Elisa Resconi는“이것은 플러그 앤 플레이 운영입니다. Resconi는 북쪽에 3 개의 널리 떨어진 망원경으로 "우리는 거의 전체 하늘을 볼 것"이라고 말했다. "그것은 필드를 새로운 차원으로 끌어 올릴 것입니다."
궁극적 인 목표는 일단 연구자들이 특정 에너지의 중성미자를 다른 유형의 출처에 연결할 수있게 할 수있는 것입니다. 진정한 중성미자 천문학을 수행하는 것입니다. 광자가 아니라 우주를 보는 중성미자는 우주의 폭력적인 구석에 대한 소식을 전합니다. Botner가 말한 것처럼 :"우리는 광자로 볼 수없는 우주의 일부를보고 싶습니다."
