Kể từ những năm 1950 và bắt đầu cuộc đua vũ trụ, các nhà khoa học đã muốn thực hành thiên văn học và vật lý hạt bằng cách sử dụng neutrino năng lượng cao. Sâu trong các bãi rác đóng băng ở Nam Cực, kính viễn vọng cực đoan nhất thế giới sẽ tìm kiếm neutrino từ các nguồn vật lý thiên văn bạo lực nhất trong vũ trụ của chúng ta.
Những hạt nhỏ bé không tưởng đó được gọi là neutrino được tạo ra bởi sự phân rã của các nguyên tố phóng xạ và các hạt cơ bản như pion. Không giống như các photon hoặc hạt tích điện, neutrino bắt nguồn từ sâu bên trong các ngôi sao nổ tung, vụ nổ tia gamma và các hiện tượng thảm khốc liên quan đến các lỗ đen và sao neutron và tiến lên khắp vũ trụ của chúng ta, lảng tránh và nghiên cứu. Không có gì ngăn được neutrino gay Trừ khi nó đâm vào một nguyên tử trong băng.
Khi neutrino hiếm gặp va chạm với một nguyên tử trong lớp băng siêu trong suốt, nó tạo ra một muon phát ra ánh sáng xanh. Bằng cách quan sát huỳnh quang này, nhà khoa học sau đó có thể phát hiện đường đi của muon và lần lượt là đường đi của neutrino. Nhưng, loại công việc này thực sự đòi hỏi phải nhìn thấy trong bóng tối - bóng tối hoàn toàn. Bằng cách sử dụng Trái đất như một kiểu lắp ráp ống quang của kính viễn vọng, neutrino có thể đi vào Bắc Cực giống như các photon đi vào một vật kính chính. Khi chúng tương tác với lớp băng tinh khiết, không bị nhiễm bẩn ở Trái đất Nam Cực, nó rất giống như chạm tới một kính viễn vọng thứ cấp. Bản thân Trái đất, giống như một ống quang, giữ các photon đi lạc và sự phát huỳnh quang được tạo ra bằng muon sau đó có thể được thu thập và nghiên cứu.
Vì vậy, những gì mà tất cả những ồn ào về neutrino? Nói Project IceCube: Mười Động lực cơ bản là tìm hiểu Vũ trụ của chúng ta, cụ thể là thứ cung cấp năng lượng cho các động cơ mạnh nhất trong vũ trụ và cung cấp năng lượng cho các tia vũ trụ bắn vào Trái đất. Chúng tôi cũng muốn hiểu bản chất của Dark Matter. Cuối cùng, những thứ mà chúng tôi tạo ra chỉ bằng 4% hàng tồn kho của vũ trụ, trong khi Dark Matter là 23%. Đây là những động lực chi phối bởi sự tò mò, bởi giấc mơ của nhân loại để hiểu nguồn gốc của chúng ta, vị trí của chúng ta trong vũ trụ và một tương lai xa hơn nhiều so với chân trời của con người chúng ta.
Nói tóm lại, IceCube là một kính thiên văn tuyệt vời!
Tài liệu này dựa trên công trình được hỗ trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia thuộc Grant Nos. OPP-9980474 (AMANDA) và OPP-0236449 (IceCube), Đại học Wisconsin-Madison. Ảnh của Daan Hubert / NSF
