Otkrivanje misterija kosmosa: Kako je teleskop iz dubina Antarktika jednom fizičaru doneo ovogodišnju Nobelovu nagradu
Komentari
Dodajte Euronews kao željeni izvor na Google-u
Duboko ispod ledenog pokrivača Antarktika nalazi se teleskop ugrađen u sam led, spreman da uoči najneuhvatljiviju česticu na svetu - neutrino. Za rad na ovom teleskopu i otkriće visokoenergetskih neutrina astrofizičkog porekla naučnik Frensis Halzen ove godine postao je laureat Nobelove nagrade za fiziku.
Halzen zajedno sa kolegama Univerziteta Viskonsin–Medison na Antarktiku traži odgovore o tajnama našeg svemira i to zahvaljujući jedinstvenom teleskopu, smeštenom kilometrima ispod površine leda, koji detektuje tanke plave "munje" svetlosti, nevidljive golom oku.
Duboko u tom ledu, toliko čistom da mu nijedan laboratorijski materijal ne može parirati, zakopane su hiljade elektronskih sfera. Svaka od njih pažljivo je ugrađena u led kao svojevrsni monolit naučnog istraživanja. Njihov jedini zadatak jeste da posmatraju tanke plave bljeskove kosmičkih neutrina.
Više od 5.000 ovih detektora, poznatih kao digitalni optički moduli (DOM), raspoređeno je na području širokom više od jednog kilometra. Oni svakodnevno beleže više od 275 miliona kosmičkih zraka u okviru projekta IceCube, kojim rukovodi Univerzitet Viskonsin–Medison.
Projekat je pokrenut 1993. godine, a njegova izgradnja uglavnom je bila završena još 2010, ostavljajući za sobom monumentalni simbol nauke zarobljen u antarktičkom ledu. Sve do prošle godine.
Posle godina planiranja i pregovora, IceCube je prvi put za gotovo petnaest godina unapredio svoju opremu, osiguravajući da ovaj jedinstveni detektor ostane u samom vrhu naučnih istraživanja zahvaljujući poboljšanim mogućnostima za otkrivanje neutrina.
"Otisci prstiju" crnih rupa
Neutrini, subatomske čestice koje gotovo da nemaju masu, služe kao pokazatelji visokoenergetskih događaja koji se odvijaju svuda, od Zemlje pa do galaksija udaljenih hiljadama svetlosnih godina. U IceCube-u svake godine više od 70 milijardi neutrina ostvari interakciju sa detektorom.
Povezane vesti
Kada neutrino stupi u interakciju sa ledom, on razbije atom, a delići nastali iz tog pravca postaju veoma energične subatomske čestice. Jedan deo tih čestica nosi električni naboj i proizvodi bljesak plave svetlosti.
Ta plava svetlost poznata je kao Čerenkovljevo zračenje, ista ona bleda plava boja koju emituju nuklearni reaktori tokom rada. Iako nastaje zahvaljujući istom fizičkom fenomenu, energije uključene u ove procese nalaze se na potpuno drugačijim nivoima.
Pixabay
Neutrini nastaju u nekim od najmanje razjašnjenih događaja u svemiru, a među njima su supernove, aktivna galaktička jezgra i crne rupe. Ove subatomske čestice ponašaju se poput "otisaka prstiju", pomažući istraživačima da bolje razumeju neke od najzagonetnijih objekata u kosmosu.
Iako su događaji dovoljno snažni da proizvedu Čerenkovljevo zračenje izuzetno retki, upravo oni predstavljaju srž istraživanja IceCube-a. Projekat je dospeo u centar pažnje naučne javnosti kada je između 2010. i 2012. godine otkrio prve neutrine koji potiču iz takozvanog "kosmičkog akceleratora".
Kosmički akceleratori mogu se uporediti sa akceleratorima čestica koje naučnici grade na Zemlji, s tim što čestice u galaktičkim akceleratorima mogu da dostignu energije i do deset miliona puta veće od onih koje proizvodi najmoćniji akcelerator čestica koji je čovečanstvo izgradilo.
Kasnije se ispostavilo da je otkriveni kosmički akcelerator supermasivna crna rupa u središtu galaksije M77, objekta koji se sa Zemlje može posmatrati teleskopom još od kraja XVIII veka kao sićušna svetla tačka.
Novi senzori mogli bi da rasvetle tajne Mlečnog puta
U decembru 2025. godine, gotovo tačno petnaest godina nakon što je posmatrao kako poslednji DOM nestaje u bušotini pod antarktičkim ledom, IceCube dobio je nove senzore, koji će povećati broj lokalno zabeleženih neutrina deset puta i biće sposobni da registruju najenergetskije čestice koje je fizički moguće detektovati.
Povezane vesti
Istraživači se nadaju da će nova oprema omogućiti prelazak sa opservatorije koja prvenstveno identifikuje izvore ekstragalaktičkih neutrina na instrument koji može da meri njihove osobine, mapira kosmos i čak otkriva izvore neutrina unutar naše galaksije.
To možda zvuči paradoksalno, ali Mlečni put u neutrinima sija tek oko desetinu onoliko koliko sija ostatak noćnog neba.
Istraživači smatraju da je razlog taj što supermasivna crna rupa u središtu naše galaksije trenutno ne usisava zvezde, odnosno nalazi se u stanju mirovanja.
Povezane vesti
Upravo takve aktivne galaksije detektor najčešće registruje, a deset ekstragalaktičkih čestica koje je IceCube zabeležio poteklo je iz jedne iste supermasivne crne rupe.
Međutim, odakle dolaze neutrini u našoj galaksiji? Trenutno postoji čitav niz mogućih kandidata, ali istraživači se nadaju da će IceCube i planirana nadogradnja Gen2 uskoro pružiti konačne odgovore.
Nobelovac koji je sve započeo
Koncept kosmičkih zraka poznat je još od 1912. godine, ali tek kada je profesor fizike Univerziteta Viskonsin–Medison i kopredsedavajući projekta IceCube Frensis Halzen odlučio da postavi detektore u glečere Grenlanda, svet je otkrio koliko su takva merenja zapravo dostupna.
Tanjug/Christine Olsson/TT News Agency via AP
Godinama je bilo poznato da postavljanje DOM modula duboko pod vodu omogućava detekciju atmosferskih neutrina, ali su troškovi bili ogromni, održavanje skupo, a potrebna infrastruktura izuzetno zahtevna.
Tokom prvobitnog eksperimenta, Halzen je postavio detektore na dubinu od jednog kilometra i koristio reflektor koji je simulirao Čerenkovljevo zračenje. Čim je emitovan signal, čitav detektor se osvetlio.
"To je bilo to. Niko nije očekivao takav rezultat", prisetio se Halzen ranije za Daily Cardinal.
Prema njegovim rečima, mnogi naučnici iz sveta pokazivali su interesovanje za projekat, ali malo ko je verovao da će pronaći bilo šta, a kamoli neutrine.
Eksperiment na Grenlandu bio je, kako kaže, "pravo malo čudo".
"Ne možete da zamislite kakvo je to bilo putovanje. Bilo je to pravo uzbuđenje. Nikada zapravo nismo verovali da će uspeti. Ali ideja je bila jednostavna: ako uspemo, biće fantastično. Ako možemo da napravimo detektor čestica ovih dimenzija, pronaći ćemo nešto, nije ni važno šta", rekao je Halzen.
Nsf / Zuma Press / Profimedia
Današnji nobelovac veliki deo vremena provodi upravljajući projektom IceCube.
"U fizici akceleratora navikli smo da se borimo za vreme korišćenja akceleratora čestica, a ja sam odjednom počeo da se borim za slobodne krevete na Južnom polu", našalio se.
Uprkos napornom radu, svi istraživači saglasni su da je istraživanje Antarktika i dalje uzbudljivo, čak i za one koji su tamo boravili petnaest puta.
Za Halzena je najprivlačniji aspekt projekta jeste njegova interdisciplinarnost. U istraživanju učestvuju fizičari čestica, astrofizičari, inženjeri, astronomi i brojni drugi stručnjaci.
"Do velikih otkrića dolazi veoma retko, ili gotovo nikada. Prava radost nauke jeste u tome da učite nove stvari", zaključio je nobelovac.
A IceCube je, više od svega, postao eksperiment u učenju, ne samo o kosmosu, već i o tome šta je potrebno da bi se stvorio tako izuzetan naučni tim.
Komentari (0)