AMANDA neutrinski teleskop

<2001-03-30>

Zahvaljujući činjenici da izvanredno slabo međudjeluju s materijom, neutrini pružaju jedinstvene mogućnosti opažanja astrofizičkih objekata: supranovih, crnih rupa, procesa u središtima galaktika itd. Naime, obična svjetlost s takvih objekata se višestruko raspršuje: prvo na materiji koja sačinjava promatrani objekt, a nakon toga i na međuzvjezdanoj prašini. Ta raspršenja "zamućuju" i "zatamnjuju" sliku i otežavaju promatranje. S druge strane, većina energetskih astrofizičkih procesa emitira i velik broj neutrina (npr. neutrini odnose najveći dio energije u eksplozijama supranovih) čije promatranje nam onda u načelu daje mnogo "oštriju" sliku procesa.

Nažalost, ta prednost ima i svoju cijenu. Neutrine je zbog njihovog slabog međudjelovanja s materijom vrlo teško detektirati pa premda je slika svemira koju oni nude vrlo oštra, ona je i izvandredno "slaba" i za njeno promatranje su stoga potrebni ogromni teleskopi.

Svejedno, znanstvenici se ne daju obeshrabriti pa se tako u broju časopisa "Nature" od 22. ožujka 2001. nalazi izvještaj o uspješnoj detekciji neutrina teleskopom AMANDA (Antartic Muon and Neutrino Detector Array) čime je otvoreno to novo područje astronomije od kojeg se očekuju mnoga zanimljiva otkrića.

"Teleskop" AMANDA se sastoji od nekoliko stotina detektora fotona, svaki veličine košarkaške lopte, zakopanih kilometar i pol duboko u antartički led. Visokoenergetski neutrino pri prolasku kroz led ponekad proizvede super-brzi mion (subatomsku česticu sličnu elektronu, samo težu) koji onda emitira tzv. Čerenkovljevu svjetlost koju detektiraju spomenuti detektori. Mjerenjem vremena detekcije fotona ove svjetlosti u različitim detektorima moguće je onda odrediti smjer iz kojeg je došao originalni neutrino. Efektivna površina ovako konstruiranog teleskopa je oko 10 000 m².

AMANDA neutrinski teleskop Shematski prikaz AMANDA neutrinskog teleskopa u usporedbi s Eiffelovim tornjem. Kliknite ovdje za dijagram veće rezolucije (722x902, 17kb). (Autor: Alexander Biron, DESY)

Zakapanje detektora u antartički led se radi zato jer je led na toj dubini izvanredno čist pa se proizvedena svjetlost može daleko prostirati bez ikakvih raspršenja i apsorpcije što povećava efektivnu površinu teleskopa. Nadalje, zanimljivo je da ovakvi teleskopi ne gledaju prema nebu već dolje, u smjeru središta Zemlje. To je zato da se eliminiraju mioni proizvedeni običnim kozmičkim zračenjem - mion koji dolazi odozdo ne bi mogao proći kroz cijelu Zemljinu kuglu i skoro sigurno je nastao pretvorbom neutrina.

Uspjeh AMANDE je velik poticaj za konstrukciju novog IceCube neutrinskog teleskopa s nekoliko tisuća detektora i efektivnom površinom od jednog kvadratnog kilometra. Ovi neutrinski teleskopi trebali bi otvoriti nove poglede u teško vidljive, pa i one dosad nevidljive dijelove svemira.