Основной задачей обсерватории будет регистрация нейтрино. Эти частицы свободно проходят сквозь лёд, в редких случаях взаимодействуя с ядрами атомов кислорода с образованием мюонов. Если последние движутся со скоростью, превышающей фазовую скорость распространения света во льду, их перемещение сопровождается черенковским излучением. Его и обнаруживают оптические модули размером с баскетбольный мяч, снабжённые фотоэлектронными умножителями.
Рис. 1. Последний оптический модуль (фото R. Schwarz).
Поскольку вероятность взаимодействия нейтрино с веществом очень мала, детектор должен иметь солидные размеры. Полезный объём льда в IceCube примерно равен одному кубическому километру: модули, нанизанные на «нити», устанавливаются на глубине от 1 450 до 2 450 м. Изначально предполагалось, что «нитей» будет 80, но в 2009 году было решено увеличить их количество до 86; дополнительные сборки (DeepCore) располагаются в центре массива на расстоянии около 70 м друг от друга и предназначаются для регистрации нейтрино невысоких энергий. Несложно рассчитать, что на каждую из 86 «нитей» приходится по 60 оптических модулей.
Рис. 2. Одна из проделанных во льду скважин (фото NSF / B. Gudbjartsson).
Строительство обсерватории на Южном полюсе началось в 2004 году, а первые эксперименты были проведены в 2006-м. По словам учёных, оптические модули, которые после установки вмерзают в лёд, пока работают с завидной надёжностью: 98% находятся в идеальном состоянии, а ещё 1% всех устройств просто пригоден к эксплуатации.
Рис. 3. Схема детектора IceCube.
- Источник(и):
-
1. compulenta.ru
-
2. Wisconsin State Journal
