Världens största observatorium fångar långväga budbärare
För att upptäcka de allra minsta partiklarna som kommer från yttre rymden behöver du bygga världens största observatorium på Antarktis.
Den insikten gav Francis Halzen årets Nobelpris i fysik.
Neutriner är elementarpartiklar som saknar laddning men kan bära stora mängder energi. På grund av sina egenskaper är de mycket svåra att fånga in eller stoppa, och de förekommer överallt.
– Det passerar 65 miljarder neutriner genom en yta stor som en lillfingernagel varje sekund. De kan fara rakt igenom jorden utan att träffa något som påverkar dem, säger Maria Sundin, forskare i astrofysik på Göteborgs universitet.
Fördel att de inte påverkas
Neutriner skapas när olika partiklar reagerar med varandra, Francis Halzen var intresserad av att studera de som bildats vid högenergetiska händelser ute i rymden. De är oerhört svåra att stoppa eftersom de har hög energi, extremt liten massa och saknar elektrisk laddning, vilket i det här fallet även är en fördel för astronomerna.
– Partiklarna rörelse påverkas inte av andra objekt, vilket gör att vi vet var de kommer ifrån. De pekar ut riktningen mot var en stjärna exploderade eller ett svart hål bildades, och informationen är oförstörd. Det gör att vi vet vartåt vi ska göra våra observationer på stjärnhimlen med andra mätmetoder, säger Maria Sundin.
Francis Halzen räknade ut att han skulle behöva en volym på minst en kubikkilometer (1000x1000x1000 meter) som inreds med partikeldetektorer för att kunna fånga in spåren efter några enstaka neutriner som trots sin energi påverkats av omgivningen.
IceCube ett coolt observatorium
Kravspecen på ett neutrin-observatorium fick honom att välja Antarktis. Isen är kilometertjock och stabil, det finns inte heller några omgivande störningsmoment från mänsklig aktivitet. Francis Halzens forskarlag borrade 60 hål, ibland ända ner till 2450 meters djup. I varje hål hängdes en detektor som upptäcker partiklar med energier i skalan teraelektronvolt, 1012 elektronvolt. En elektronvolt (eV) är den energi en elektron får när den accelereras av en spänning på en volt. 2011 stod anläggningen färdig under namnet IceCube Neutrino Observatory.
– 2013 var första gången de publicerade en studie om en observation, det är med andra ord ett ganska nytt forskningsfält. Vad deras observationer kan leda till ligger i framtiden, säger Maria Sundin.
Totalt räknar Nobelpristagaren in 450 forskare i sitt team. De får nöja sig med i genomsnitt en observerad partikel per dag på IceCube.