Novákoviny

Poblíž polární stanice Amundsen-Scott nacházející se na jižním pólu byla dokončena stavba největšího teleskopu pro zkoumání neutrin. Projekt nazvaný IceCube vědcům umožní získat nové poznatky o subatomové částici, která byla dosavadními metodami jen obtížně polapitelná.

 Nepolapitelná částice

Neutrino je jednou ze základních částic hmoty, s ostatními částicemi však reaguje jen nerado. Dokáže tedy projít třeba celou planetou stejně snadno jako světlo tabulí čirého skla, aniž by se nějak projevilo. Proto se neutrina obtížně zjišťují a zaznamenávají - je velmi těžké sestrojit zařízení, v němž by jejich průchod zanechal nějakou stopu. Přitom tato částice nese důležité informace o povaze kosmu, mimo jiné i o takových objektech jako jsou neutronové hvězdy nebo černé díry. Některé typy neutrin jsou produkty jaderných reakcí probíhajících v nitru hvězd, včetně našeho Slunce.

"Přestože vesmír je neutriny doslova zaplaven, jejich hmota a energie je velmi malá," konstatuje dr. Hamish Robertson, profesor fyziky na University of Washington v Seatle.

obr: Pohled do jednoho z vrtů. Foto: NSF 

Proto je o ně velký zájem nejen mezi částicovými fyziky, ale také astronomy, kosmology a badateli zabývajícími se termojadernou fúzí. Snaha pro odhalení neutrin vedla ke stavbě několika zařízení využívajících skutečnosti, že při průchodu hmotou s ní občas některé neutrino přece jen zareaguje. Při srážce vzniknou částice zvané muony (miony, ve starší terminologii mí-mezony), které při průchodu vodou vydávají slabé záblesky světla.

Proto dosavadní detektory neutrin většinou představovaly rozlehlé podzemní nádrže vybavené velkým množstvím extrémně citlivých optických detektorů. Takové zařízení je však mimořádně nákladné i při poměrně malých rozměrech. Autoři myšlenky IceCube na problém šli jinak: místo vody použili antarktický kontinentální ledovec.

Vrtání horkou vodou

Ve vnitrozemí Antarktidy dosahuje ledovec tloušťky několika kilometrů, přitom v hlubokých vrstvách je led absolutně čirý a vládne tu dokonalá tma. Stačí tedy vyvrtat dostatečně hluboké sondy a umístit v nich optické senzory, aby vznikl neutronový teleskop obrovských rozměrů - konkrétně s objemem jednoho krychlového kilometru. Taková byla základní myšlenka projektu IceCube, s níž roku 1999 přišli vědci z USA, Belgie, Německa a Švédska. Realizace ovšem vyžadaovala náklady 279 milionů dolarů, z nichž 242 milionů poskytla americká NSF. Bylo přitom třeba překonat řadu nesnází a vymyslet netradiční technologie.

Drsné podmínky vnitrozemí ledového kontinentu umožňovaly budovat detektor pouze v krátkém polárním létě, kdy sem nákladní letadla C-130 dopravovala veškerou techniku z pobřežní základny McMurdo.

obr.: Schéma uspořádání. Vlevo detektory zavěšené na kabelech, pravo znázornění záblesků při průchodu neutrina skrz detektorovou síť IceCube. Kresba: NSF

Výhodu čtyřiadvaceti hodin slunečního svitu denně vyvažovaly teploty, které ani v tuto dobu nevystupují k nule. Vrty hluboké 1450 až 2450 metrů nehloubily klasické vrtáky ale speciální zařízení tryskající horkou vodu. Po dokončení každého vrtu se do něj spustil kabel se senzory odolnými tlaku a otvor se zalil čirou vodou, která okamžitě zmrzla. Takových vrtů bylo vyhloubeno 86 a celkem v nich navždy zmizelo 5160 senzorů.

Poslední operace byla dokončena 18. prosince, vědecké výsledky ale IceCube poskytuje už několik let. První informace o záblescích vyslaly detektory z hlubin ledovce na konci polárního léta 2005 a od té doby se s přibývajícím počtem dokončených vrtů neustále zvyšovala i citlivost neutrinového teleskopu.

"Až dosud jsme detekovali především neutrina vznikající ve Slunci," konstatoval Francis Halzen, vedoucí vědecké části projektu. "Po dokončení IceCube získáme citlivost, která umožní zachycovat je i z větších vzdáleností."

Jan A. Novák

Psáno pro Hospodářské noviny/iHned.cz

obr: Stanice Amundsen-Scott na jižním pólu na začátku letní sezóny

You have no rights to post comments