Jagen op neutrino’s onder Zuidpoolijs

Neutrino’s zijn bijna massaloze deeltjes, die onder meer ontstaan tijdens spectaculaire explosies, zoals bij supernova-uitbarstingen. Neutrino’s worden ook wel spookdeeltjes genoemd omdat ze recht door de aarde heen kunnen dringen. Daardoor zijn ze heel moeilijk op te sporen, maar het nieuwe IceCube-observatorium op de Zuidpool bij de Amundsen-Scottbasis heeft daar iets op gevonden.

De 86 strenge har hver 60 optiske sensorer, i alt 5160.

Neutrino’s zijn niet direct waarneembaar omdat ze maar zelden met gewone materie reageren. Maar tijdens hun tocht door de dikke Antarctische ijskap zullen er zeker een paar botsen met de zuurstofatomen in het ijs. Op die manier ontstaan er muonen, die bijna dezelfde richting aanhouden als de oorspronkelijke neutrino’s. Deze muonen zijn echter niet moeilijk waar te nemen. Ze bewegen zich namelijk sneller door het ijs dan licht en laten daarom een blauwe gloed achter: de tsjerenkovstraling. Deze straling is te zien met de meer dan 5000 optische sensoren die op 86 kabels zijn bevestigd.

Borehul

Om de meting goed uit te kunnen voeren staat de IceCube op een plek waar het ijs heel zuiver en doorzichtig is. Het project, dat zo’n 200 miljoen euro heeft gekost, was in december gereed. Het wordt nu getest en gekalibreerd en zal naar verwachting begin 2011 in gebruik worden genomen.

Het testen is belangrijk omdat muonen ook op andere manieren ontstaan dan door botsingen met neutrino’s, bijvoorbeeld als ­kosmische straling met de atmosfeer of met ijs botst. Deze muonen komen een miljoen keer vaker voor, en ze zijn te onderscheiden omdat ze niet omhoog bewegen – ze vallen onder wat astronomen achtergrondstraling noemen. Zonder de invloed van die achtergrondstraling zullen er circa 75 muonen per dag overblijven die uit neutrino’s ontstaan zijn. Dat zijn er niet veel om astronomische observaties op te baseren, dus het wordt een uitdaging voor de astronomen om de metingen van de IceCube te interpreteren.