گروهی از دانشمندان آمریکایی با حفاری قطب جنوب به عمق 5/2 کیلومتر عمیقترین رصدخانه دنیا را در میان یخهای با قدمت 100 هزار سال راه اندازی کردند.

به گزارش خبرگزاری مهر ، در یکی از گرمترین روزهای زمستان که دما به 23 درجه سانتیگراد زیر صفر می رسید، آخرین چشم پروژه "آیس کیوب" (IceCube) تا عمق 5/2 کیلومتری در یخهای قطب جنوب فرو رفت. به این ترتیب فیزیکدانان تمام دنیا موفق شدند تکمیل عمیق ترین رصدخانه دنیا را جشن بگیرند.

"آیس کیوب" در حقیقت شبکه ای از ردیابها و آشکارسازهای ذرات است که در عمق قطب جنوب عمل می کند. در این عمق، یخهای بسیار خالص با قدمت حداقل 100 هزار سال و بدون رادیواکتیو وجود دارند که می توانند به "آیس کیوب" در تلاش برای شکار ذرات نوترونیو بسیار کمک کنند.

در حال حاضر لابراتوارهای "گران ساسو" در عمق هزار و 400 متری در زیر کوههای گران ساسو در ایتالیا، یکی از مراکز مهم برای کشف نوترونیو است.

محققان دانشگاه ویسکونسین که پروژه "آیس کیوب" را توسعه می دهند معتقدند که در 5/2 کیلومتری، وزن یخ حبابهای هوا را از بین می برد. به این ترتیب بلورهای یخ بسیار خالص و شفاف و همزمان تاریک و بدون پرتوهای خورشیدی می شوند. بنابراین آشکارسازهای "آیس کیوب" می توانند وظیفه خود را به خوبی و بدون هیچ عامل تداخلگری انجام دهند.

در روزهای اخیر، "چشم" شماره 5.160 آیس کیوب به عمق قطب جنوب منتقل شد. بزرگی این آشکارسازها کمتر از نیم متر است. این دستگاهها در یک غار عمودی در میان یخها که از 5/1 کیلومتر تا 5/2 کیلومتر عمق دارد قرار می گیرند.

این تونل عمودی از سال 2005 و با هزینه 270 میلیون دلار با آب گرم حفر شد. این رصدخانه قادر است یک کیلومتر مربع از قطب جنوب را رصد کند.

درکنار فوتونها، نوتروینوها فراوان ترین ذرات جهان هستند. چندین تیلیارد از ذرات نوترونیو در هر ثانیه از بدن ما عبور می کنند، اما از آنجا که بار الکتریکی ندارند و در میدانهای مغناطیسی احساس نمی شوند درک حضور آنها بسیار دشوار است.

تنها در موقعیتهای بسیار نادر، یک نوترونیو می تواند به یک اتم برخورد کند. در اثر این برخورد، یک چشمه از ذرات باردار به نام "موئنها" تولید می شوند که چشمهای "آیس کیوب" می تواند حضور این ذرات را با یک درخشش بسیار ضعیف از نور آبی احساس کنند.

تهیه یک نقشه از چشمه های نوترونیوها می تواند اطلاعات بسیار مهمی را درخصوص مهمترین رویدادهای جهان مثل مرگ ستاره ها و انفجار ابرنواخترها، برخوردهای میان کهکشانها و تولد سیاه چاله ها ارائه کند.

 براساس گزارش لارپوبلیکا، درحال حاضر علاوه بر لابراتوار "گران ساسو"، در عمق حدود 3 کیلومتری دریای مدیترانه، یک رصدخانه جدید اروپایی به نام Km3net درحال ساخت است.

با راه اندازی "آیس کیوب" و Km3net دانشمندان می توانند نیمی از آسمان را برای شکار نوترونیو زیر نظر بگیرند.

آخرین چشم آیس کیوب

تونلی که تا عمق 5/2 کیلومتری در میان یخهای شفاف و بسیار خالص قطب جنوب امتداد یافته است

مدل گرافیک نمای کلی "آیس کیوب"

نمایی از نوترونیوهایی که در هر لحظه بر منطقه اطراف رصدخانه فرو می بارند خطوط آبی نشان دهنده نوترونیوهای شناسایی شده هستند

 

خبر تکمیلی :

 

محققان دانشگاه ویسکونزین در حال به پایان رساندن تلسکوپ عظیم و زیر زمینی هستند که در اعماق زمین در قطب جنوب زمین دفن شده است تا بتواند پدیده های مختلف فضایی از جمله نوترینوها را مورد مطالعه و بررسی قرار دهد.


رصدخانه نوترینویی "آیس کیوب" از بیش از پنج هزار حسگر نوری تشکیل شده است که در عمق دو مایلی لایه یخی ضخیم آنتراکتیکا مدفون شده اند. این حسگرها وسعتی برابر یک کیلومتر مربع از دشت تندرای منجمد آنتراکتیکا را که در حدود یک گیگاتن یخ روی آن را پوشانده، اشغال کرده اند.

آنچه موضوع مورد مطالعه این رصدخانه خواهد بود، ذرات زیر-اتمی نوترینو خواهد بود، ذراتی که به نوترونها شباهت دارند با این تفاوت که بی بارند و ابعاد آنها برابر یک الکترون است. اهمیت این ذرات از آن رو است که نوترینوتها از جمله محصولات جانبی واکنشهای اتمی هستند، به بیانی دیگر با دنبال کردن ردپای آنها تا منشاء اصلی می توان به اطلاعات جالب توجهی دست پیدا کرد.

به گفته محققان هدف نهایی این تلسکوپ ثبت تعاملات نوترینوهای پر انرژی است که در میان کهکشانها سفر کرده و در نهایت در میان یخهای طبیعی و بسیار شفاف آنتراکتیکا متوقف می شوند. محققان امیدوارند با کمک این تلسکوپ بتوانند نوترینوهای به شدت پر انرژی را ردیابی کنند که از کهکشانهای فعال، انفجارهای گامایی و یا بقایای ابرنواخترها در کهکشان راه شیری ناشی شده اند. علاوه بر این امید می رود طی اجرای ماموریت 15 ساله این تلسکوپ منشاء انرژی کیهانی نیز کشف شود. محققان معتقدند ردیابی این نوترینوها می تواند پاسخ سوالی به قدمت یک قرن را درباره منشاء پرتوهای کیهانی در اختیار انسان قرار دهد.

 

با توجه به شرایط دشواری که این رصدخانه در آن بنا شده است، عملیات ساخت این سازه که از سال 2005 آغاز شده عملیاتی به شدت دشوار بوده است زیرا کارگران تنها می توانستند سه یا چهار ماه از سال را کار کنند و در دیگر ماه های سال که دمای هوا زیر منفی 100 درجه فارنهایت است کار کردن غیر ممکن است.

آیس کیوب که با پشتیبانی انجمن ملی علوم و با بودجه اهدایی 272 میلیون دلار ساخته شده است، با هدف دستیابی به اطلاعاتی که گفته شد، در قلب قطب جنوب بنا شده است. محققان دلیل انتخاب قطب جنوب برای بنای این رصدخانه را وجود لایه ای سه کیلومتری از یخ شفاف و وجود ایستگاه "آموندسن اسکات" در این منطقه اعلام کرده اند. یخها برای متوقف کردن نوترینوها بسیار مناسبند و در عین حال قطب جنوب و یخهای آن آلودگی هایی که در بیشتر مناطق زمین میدان دید تلسکوپها را کدر می کنند را خنثی خواهد کرد.

حسگرهای کار گذاشته شده در اعماق قطب جنوب به لامپهایی شباهت دارند که سیگنالها را دریافت کرده و به رایانه ای اصلی انتقال می دهند. فرایند کار گذاشتن این حسگرها نیز به خودی خود بسیار دشوار بوده و متخصصان برای نفوذ به اعماق یخهای قطبی از دریل آب داغ استفاده کرده اند.

بر اساس گزارش فاکس نیوز، با در نظرگرفتن اینکه در گرمترین روز در قطب جنوب دمای هوا در حدود صفر درجه است، دانشمندان تنها انگیزه خود برای حضور در این جهنم سرد را درک جهان هستی، منشاء جهان و جایگان انسان در میان گیتی می دانند.