Tweet

IJskoude neutrinozoeker bijna klaar /reageer

Het detecteren van kleine elementaire deeltjes is lastig. Wetenschappers maken gebruik van het ijs op de zuidpool om hun werk te vereenvoudigen.

Neutrino’s zijn elementaire deeltjes met zulke kleine afmetingen dat het vrijwel onmogelijk is ze te detecteren: het gros schiet door de aarde heen zonder ook maar één atoom te raken. Detectie vindt plaats in gigantische vaten met water (de grootste is er een met een doorsnee van veertig meter in Japan), waar een fractie van de neutrino’s op een atoomkern botst en daarbij een lichtflitsje genereert dat de aanwezigheid verraadt. Wetenschappers zijn geïnteresseerd in neutrino’s, omdat ze onder meer iets zeggen over de oorsprong van kosmische straling uit de begintijd van het heelal.

Om neutrino’s beter te detecteren zouden veel grotere vaten nodig zijn, maar die bouwen is ondoenlijk. Dus zijn wetenschappers uitgeweken naar Antarctica. Het ijs daar is tenslotte ook een groot vat water, zij het dat het bevroren is. In 2005 begonnen onderzoekers van de University of Wisconsin met het boren van gaten om sensoren in te plaatsen. Inmiddels zijn ze bijna klaar.

IceCube

Dat betekent dat er nu bijna 5160 sensoren in het ijs zitten, op dieptes van anderhalve tot tweeënhalve kilometer, verspreid over een gebied van een vierkante kilometer. Op die diepte is het ijs zo helder dat de door neutrino’s uit de atoomkern losgemaakte fotonen, die een specifieke golflengte hebben, zich er goed door verplaatsen. Na voltooiing zal IceCube ongeveer eens in de twintig minuten een neutrino betrappen.

De sensoren zijn fotomultiplicatoren, die licht op die golflengte omzetten in een elektrisch signaal en dat vervolgens versterken. Een aan de sensor gekoppelde computer verwerkt het signaal en houdt de tel bij. Sensor en computer zijn vervat in bollen ter grootte van een basketbal, die als een soort kralenketting in de boorput hangen.

Langs die ketting gaat de verzamelde data omhoog naar de centrale, die in de Amerikaanse basis op de zuidpool staat. De belangrijkste gegevens gaan per satelliet naar Wisconsin, maar het merendeel wordt op tapes opgeslagen, die eens per jaar per schip naar de Verenigde Staten worden gebracht.