A létesítmény működéséről Jenni Adams, az új-zélandi Canterbury Egyetem docense számolt be a melbourne-i részecskefizikai világkonferencia, az ICHEP (International Conference on High Energy Physics) keddi ülésén.
A neutrínó a könnyű elemi részecskék egyik fajtája; elektromos töltése nincs, semleges, emiatt elektromágneses kölcsönhatásban sem vesz részt. Ez a magyarázata annak, hogy a neutrínó rendkívül „közömbös” az anyaggal szemben, igen kicsi a kölcsönhatás (ütközési hatás), ennél fogva egy fényév vastagságú ólomfalon a neutrínóknak mintegy fele áthaladna.
Obszervatórium a jég alatt
A tízéves munkával megépített neutrínódetektor 2400 méter mélységben van az antarktiszi jégben. Fő alkatrésze az egy köbkilométeres jégkocka, amelybe forró vizes fúrással egyenletes rácsszerkezet mentén építették be a fénydetektorokat. A 2010 decemberében átadott obszervatórium feladata az, hogy megfigyelje a felrobbanó csillagok (szupernóvák) által kibocsátott és csaknem a fény sebességével száguldó neutrínókat.
„Közömbösségük” miatt igen nehéz észlelni a neutrínókat. „Felemelt ujjunkon keresztül másodpercenként sok százmilliárd, a Napból származó neutrínó száguld át, mégis nehéz őket detektálni” – hangsúlyozta Jenni Adams.
A „jégkocka” működési elvét ismertetve elmondta, hogy miközben a mindenütt jelenlévő neutrínók áthaladnak a jégen, töltött részecskék képződnek. Az IceCube az úgynevezett Cserenkov-sugárzást képes észlelni, amely akkor jön létre, ha egy elektromosan töltött részecske egy átlátszó közegben gyorsabban halad, mint a fény. (Csak a vákuumbeli fénysebességet nem lehet túllépni.) A töltött részecske polarizálja az átlátszó anyag molekuláit, amelyek gyorsan visszatérnek az alapállapotukba és közben fotonokat bocsátanak ki, ezeket érzékelik. A jég ugyanakkor megvédi a neutrínódetektort a káros sugárzástól.
„Amennyiben egy szupernóva a galaxisunkban robbanna fel, több száz neutrínót is detektálhatnánk az IceCube segítségével. Nem észlelhetjük őket egyenként, de az egész detektor úgy nézne ki, mint egy nagyszabású tűzijáték” – mondta el Jenni Adams.
A részecskék észlelése azért fontos, hogy megismerjék eredetüket, származási helyüket, utóbbi viszont sokat elárulhat a világegyetem történéseiről, különösen az univerzum láthatatlan részében, a sötét anyagban zajló folyamatokról. Az IceCube megépítése előtt a tudósoknak csupán 14 neutrínót sikerült észlelniük, a „jégkockával” több százat, és már épül a Földközi-tengerben az európai mélytengeri neutrínóteleszkóp, a KM3NeT is.
