KM3NeT, una colaboración europea pionera en el despliegue de conjuntos de detectores de neutrinos de kilómetros cúbicos frente a la costa mediterránea, ha informado en detalle sobre los objetivos científicos, la tecnología y los costes de su propuesta en el Journal of Physics G: Física nuclear y de partículas .
Los neutrinos son mensajeros ideales del cosmos. Estas partículas subatómicas estables pueden viajar largas distancias sin ser perturbadas por la materia o los campos magnéticos en su camino. Su detección es apreciada por los astrónomos como fuentes emisoras de neutrinos, como los restos de SuperLas explosiones de novas proporcionan pistas importantes sobre la evolución de nuestro universo. El estudio de los neutrinos también podría ayudar a ampliar nuestro conocimiento de la física atómica. Sin embargo, hay una trampa.
"La débil interacción entre los neutrinos y la materia normal es una bendición y una maldición", comentó Maarten de Jong, quien ha estado involucrado en el proyecto KM3NeT desde el primer estudio de diseño en 2006 y es portavoz de la colaboración. "Hace que detectarlosnotoriamente difícil, por lo que necesita un detector gigante ".
Es una gran empresa. Para detectar neutrinos del cosmos, necesita un sitio masivo, que luego se puede usar como un objetivo convertidor de la siguiente manera -
En primer lugar, un neutrino interactúa con un núcleo atómico en el medio objetivo para producir partículas cargadas relativistas. En segundo lugar, el paso de estas partículas cargadas relativistas a través del medio produce la llamada luz Cherenkov la luz azul típica en imágenes de reactores nuclearesY por último, la luz Cherenkov es detectada por una matriz espacial tridimensional de fotosensores increíblemente sensibles.
Afortunadamente, la Madre Tierra puede ayudar a reducir el costo del desarrollo de una estructura tan enorme. "Resulta que las aguas profundas del Mediterráneo son ideales", explicó de Jong. "Estas aguas naturales vienen porlibres, son muy transparentes a la luz Cherenkov y suficientemente accesibles para permitir el despliegue de cadenas de fotosensores ".
A una profundidad de varios kilómetros no hay más luz diurna, lo que significa que los módulos ópticos del KM3NeT se pueden colocar en la oscuridad para obtener la máxima sensibilidad a la luz Cherenkov de señalización de neutrinos. Además, en estas condiciones, el telescopio de neutrinos puede funcionar las 24 horas del día.día, 7 días a la semana.
La colaboración KM3NeT ha desarrollado lo que considera un plan rentable para construir esta infraestructura de investigación en el fondo del mar. La implementación gradual consistirá en tres de los llamados bloques de construcción, donde cada bloque de construcción comprende 115cadenas de 18 módulos ópticos esferas de vidrio que contienen 31 tubos fotomultiplicadores orientados hacia el exterior.
Las cuerdas, que pueden extenderse por varios cientos de metros, se anclan en el lecho marino y se mantienen verticales por la flotabilidad de los módulos ópticos y el uso de una boya adicional en la parte superior. Estas largas cadenas de detectores son importantes, porquepermiten a los científicos reconstruir la trayectoria de los neutrinos entrantes. Los investigadores pueden utilizar estos datos para identificar las ubicaciones de las fuentes correspondientes en el espacio exterior.
La matriz proporcionará una gran pieza del rompecabezas requerida para monitorear todo el cielo en busca de neutrinos entrantes, conectando telescopios existentes ubicados debajo del Polo Sur IceCube y en el Lago Baikal, Rusia Detector de volumen Gigaton - GVD.
En diciembre de 2015, la colaboración de KM3NeT probó con éxito el despliegue de una cadena de sus últimos módulos ópticos. Ya ha recaudado 31 millones de euros para comenzar la fase uno del proyecto. El trabajo se basa en la experiencia adquirida a través de ANTARES una matriz de 12 cadenasbasado en la costa de Francia.
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Materiales proporcionados por Publicación de IOP . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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