Tema

Kosmos fångas i den arktiska isens spegel

Ett teleskop i form av ett stort antal ljusdetektorer nedborrade iAntarktis is kan bli ett viktigt redskap för att hjälpa oss utforska kosmosgåtor. Det visar de resultat från det så kallade AMANDA-teleskopet som eninternationell forskargrupp, däribland fysiker från Stockholm, Uppsala ochKalmar, presenterar i nya numret av vetenskapstidskriften Nature.

De högenergetiska neutrinerna, elementarpartiklar med närmast försumbar
massa, kan färdas genom enorma mängder materia utan att fångas upp och
påverkas inte av magnetfält eftersom de saknar laddning. Neutrinerna kan
därför färdas genom universum utan att deras energi eller riktning ändras.
Bland alla högenergetiska partiklar är det endast dessa neutriner som kan
förmed-la information från såväl universums yttersta periferi som dess
omvälvande energicentra som supernovor och svarta hål. Dessa egenskaper gör
neutrinerna till ett unikt redskap för att utforska kosmos.
Neutrinernas stora genomträngningsförmåga är emellertid också ett
problem när man vill fånga in dem och avläsa deras information. Djupt
nedgrävda detektorer har tidigare registrerat neutriner från solen och
sådana som bildats i jordatmosfären. Neutriner med kosmiskt ursprung är
sällsynta och kräver mycket vidsträckta detektoranläggningar nedsänkta i
djuphav eller is. Vattenlokaliserade teleskop har nackdelen att de störs av
bland annat vattnets rörelser. Att i stället bygga ett teleskop i stabil is
är idén bakom AMANDA-teleskopet – Antarctic Muon And Neutrino Detector
Array – som började uppföras 1995 i ett samarbete mellan universitet och
forskningsinstitut i Tyskland, USA, Belgien och Sverige. Teleskopet, som är
det största i sitt slag i världen, består i dag av närmare sju hundra
optiska moduler, eller ljusdetektorer, som sammanfogats till 19 band som
borrats ned i Antarktis is till ett djup på mellan 1150 och 2350 meter. De
bildar tillsammans ett teleskop som registrerar ljus från
neutrino-reaktioner. När ljuset registrerats av detektorerna i isen kan man
med en noggrannhet av några miljarddels sekunder avgöra vilken detektor som
först nåddes av ljuset. Genom att undersöka signalernas tidsutveckling går
det att säga i vilka riktningar i universum neutrino-källorna är
lokaliserade.
Det stora forskningsarbetet så här långt har varit att kalibrera
teleskopet och visa att det har förmåga att särskilja neutrinohändelserna
från den miljonfalt större bakgrunden. De resultat som redovisas i Nature
bygger på data som samlades in under 138 dygn under den antarktiska vintern
1997 när teleskopet hade ungefär hälften av det omfång det har i dag.
Resultaten visar att teleskopets princip fungerar och hur teleskopet kan
förbättras och byggas ut. Allan Hallgren, professor i experimentell fysik
konstaterar att:
– Härmed har vi nu gläntat på ett nytt fönster mot universum.
Historien visar att nya spännande resultat brukar följa när ett nytt
fönster öppnas. Den utvidgade detektorn som redan nu finns på plats, liksom
dess redan planerade fortsatta expansion kommer att ge oss tillgång till
unik informa-tion från universums energitätaste områden. Detta kommer under
många år framåt att bli ett mycket spännande forskningsfält.
– Studiet av neutriner från kosmos öppnar ett nytt fascinerande
forskningsfält och vi ser fram emot en mycket spännande period de kommande
åren, konstaterar Per Olof Hulth, professor vid Stockholms universitet och
talesman för den svenska gruppen. Detektorn har gradvis blivit allt större
och det finns långt gångna planer på ytterligare framtida utvidgning. Det
gör det möjligt att fånga in fler av de svårfångade neutrinerna och
därigenom kan vi studera flera intressanta fenomen. Neutrinerna kan ge helt
ny information om aktiva galaxkärnor, källorna till gammastrålningsutbrott
och den mystiska mörka materien som tros dominera universum.

För vidare information, kontakta Per Olof Hulth, professor i experimentell
fysik vid Stockholms universitet, telefon 0708-16 43 66, e-post
hulth@physto.se Olga Botner, professor i experimentell
elementarpartikelfysik vid Uppsala universitet, telefon 018-471 38 76,
e-post botner@tsl.uu.se, Christian Walck, docent Stockholms universitet,
telefon 08-16 46 39

Kosmos fångas i den arktiska isens spegel

 lästid ~ 2 min