Na dnie Morza Śródziemnego trwają prace nad budową ogromnego teleskopu nowej generacji. Jednak za pomocą tego instrumentu naukowcy nie będą spoglądać w gwiazdy. Teleskop ma pomóc wyjaśnić niektóre z najpotężniejszych i najbardziej tajemniczych wydarzeń we Wszechświecie.
Projekt nosi nazwę KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope) i jest międzynarodowym przedsięwzięciem. To podwodny teleskop neutrinowy, który będzie szukał sygnału neutrin - maleńkich cząstek elementarnych, które bardzo słabo oddziałują z materią. Cząstki te mają niebywałą zdolność przenikania. Chociażby planeta taka jak Ziemia nie stanowi dla nich niemal żadnej przeszkody. Uczeni szacują, że przez jeden centymetr kwadratowy powierzchni naszej planety zwróconej ku Słońcu co sekundę przelatuje 65 miliardów neutrin.
Biorąc pod uwagą właściwości neutrin, niezwykle trudno jest je wykryć. Ale i na to są sposoby. Cząstki wychwytuje się w ogromnych basenach znajdujących się głęboko pod powierzchnią, wypełnionych wodą lub innymi substancjami. Badacze, by lepiej poznać te cząstki elementarne, muszą budować coraz bardziej zaawansowane obserwatoria. KM3NeT ma być jednym z nich.
- Neutrina bardzo rzadko wchodzą w interakcje, jednak gdy cząstka ta uderza w wodę, generuje światło, które teleskop KM3NeT będzie w stanie wykryć – powiedział dr Clancy James z Curtin Institute of Radio Astronomy i International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) w Australii.
KM3NeT jest obecnie budowany w dwóch lokalizacjach z potencjalnym rozszerzeniem na trzecią oczekującą na finansowanie. Lokalizacje budowanych detektorów znajdują się na głębokości do 3500 metrów. Jeden jest u wybrzeży Riwiery Francuskiej i będzie głównie badać neutrina „lokalne”. Drugi detektor leży u wybrzeży Sycylii i przyjrzy się wysokoenergetycznym neutrinom, które pochodzą z wybuchów supernowych, rozbłysków gamma czy fuzji gwiazd neutronowych.
- Ten projekt pomoże nam odpowiedzieć na najważniejsze pytania dotyczące fizyki cząstek i natury naszego Wszechświata, potencjalnie zapoczątkowując nową erę w astronomii neutrin - przyznał dr James.
Pierwsza faza budowy teleskopu polega na umieszczeniu 30 jednostek detekcyjnych na dnie morskim. Każda z nich jest liną zakotwiczoną w dnie, na której znajduje się 18 detektorów. W ciemności panującej w głębinach morskich detektory mogą rejestrować błyski światła wytwarzane przez neutrina oddziałujące z wodą morską. W obu lokalizacjach zainstalowano jednostki detekcyjne, które już zbierają dane. Łącznie ma być zainstalowanych 115 takich jednostek.
- Każda lina ma 18 modułów wyposażonych w czujniki światła wzdłuż jej długości. W ciemnościach czujniki te rejestrują słabe błyski, które sygnalizują oddziaływanie neutrin z wodą morską - powiedział dr James.
Ale KM3NeT nie jest jedynym teleskopem neutrinowym na świecie. Podobny znajduje się na Antarktydzie, ale do wykrywania neutrin wykorzystuje zamarznięty lód zamiast wody morskiej. Detektor ten, prowadzony przez 49 instytucji naukowych z 12 krajów. Za pomocą tysięcy fotopowielaczy monitoruje kilometr sześcienny lodu znajdujący się niemal półtora kilometra pod powierzchnią. Fotopowielacze tropią subtelne błyski świetlne, inicjowane przez interakcję cząstek tworzących lód z neutrinami. IceCube rejestruje kilkaset neutrin dziennie.
KM3NeT pomoże także w poszukiwania ciemnej materii, ale nie tylko. Infrastruktura badawcza będzie również obejmować oprzyrządowanie dla innych nauk, takich jak biologia morska, oceanografia i geofizyka.
Źródło: Curtin University, fot. KM3NeT
