تجربة مكعب الثلج: الفرق بين النسختين

إحداثيات: 89°59′24″S 63°27′11″W / 89.99000°S 63.45306°W / -89.99000; -63.45306
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
تصفح التاريخ تفاعلياً
[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
→ التعديل السابقالتعديل اللاحق ←
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
مرئينص الويكي
سطر 33: سطر 33:
== نجاح علمي ==
== نجاح علمي ==


في يونيو 2013 نشرت مجموعة باحثي مكعب الثلج أول نتائجها ، وهي تشير إلى أن النيوترينوات التي سجلتها الأجهزة ليس أصلها أرضي .زقا
في يونيو 2013 نشرت مجموعة باحثي مكعب الثلج أول نتائجها ، وهي تشير إلى أن النيوترينوات التي سجلتها الأجهزة ليس أصلها أرضي . وقد سجل حدثان للنيوترينوات وهي أحداث قليلة لا تتيح فرصة للتأكد من النتائج.
.<ref>IceCube Kollaboration [http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.111.021103 First Observation of PeV-Energy Neutrinos with IceCube]</ref>
⚫
Es waren zwei Neutrinoereignisse gefunden worden, zu wenig, um eine [[statistische Signifikanz|statistisch signifikante]] Aussage zu treffen.<ref>IceCube Kollaboration [http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.111.021103 First Observation of PeV-Energy Neutrinos with IceCube]</ref> Im November 2013 veröffentlichte die Kollaboration in der Fachzeitschrift ''Science'' die Nachfolgemessung, die als Nachweis von nicht-terrestrischen Neutrinos gilt.<ref>IceCube Kollaboration: [http://www.sciencemag.org/content/342/6161/1242856 ''Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector'' Science Veröffentlichung vom 22. November 2013] </ref> Für diesen Erfolg verlieh das Magazin ''Physics World'' den Preis „Breakthrough of the Year“ für 2013.<ref>IceCube Kollaboration [http://icecube.wisc.edu/news/view/183 "IceCube awarded the 2013 Breakthrough of the Year"]</ref> Wie in Science berichtet wurde bei Auswertung der Daten von Mai 2010 bis Mai 2012 28 Ereignisse isoliert die von hochenergetischen Neutrinos zwischen 30 TeV und 1200 TeV stammen.<ref>IceCube Collaboration (M. G. Aartsen u.a.): Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector, Science, Band 342, 2013, Issue 6161, 1242856, [http://science.sciencemag.org/content/342/6161/1242856 Abstract]</ref><ref>[http://icecube.wisc.edu/news/view/171 IceCube Meldung zum Science-Artikel]</ref> Unter diesen und in den im Jahr danach erhobenen Daten waren auch die Neutrinos mit bis dahin höchster Energie, mit Energien von 1000 (Bert genannt, wie in den anderen Ereignissen nach Figuren der Sesamstraße), 1100 (Ernie genannt) und 2200 TeV (4. Dezember 2012, Big Bird genannt). Am 11. Juni 2014 wurde ein Neutrinoereignis mit noch höherer Energie gefunden (2600 TeV).<ref>[http://www.symmetrymagazine.org/article/august-2015/icecube-sees-highest-energy-neutrino-ever-found IceCube sees highest-energy neutrino ever found], Symmetry Magazine, 8. April 2015</ref><ref>[http://cerncourier.com/cws/article/cern/62496 Event view of highest energy neutrino detected by IceCube, Cern Courier, 25. September 2016]</ref> 2016 wurde der fast ein Jahr ab Sommer 2012 anhaltende [[Blazar]]-Ausbruch in der Galaxie PKS B 1424-418 als wahrscheinliche Quelle für ''Big Bird'' ausgemacht aus Vergleich mit den Beobachtungen des Gammastrahlen-Weltraumteleskops Fermi und des Radioteleskop-Projekts Tanami.<ref>M. Kadler u.a., Coincidence of a high-fluence blazar outburst with a PeV-energy neutrino event, Nature Physics, Band 12, 2016, S. 807-814. [https://www.uni-wuerzburg.de/sonstiges/meldungen/single/artikel/tatort-suedpol-tatverdaechtiger-blazar-im-fall-neutrino-ermittelt/ Tatort Südpol: tatverdächtiger Blazar im Fall „Neutrino“ ermittelt, Universität Würzburg]</ref>
وفي نوفمبر 2013
⚫
Im November 2013 veröffentlichte die Kollaboration in der Fachzeitschrift ''Science'' die Nachfolgemessung, die als Nachweis von nicht-terrestrischen Neutrinos gilt.<ref>IceCube Kollaboration: [http://www.sciencemag.org/content/342/6161/1242856 ''Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector'' Science Veröffentlichung vom 22. November 2013] </ref> Für diesen Erfolg verlieh das Magazin ''Physics World'' den Preis „Breakthrough of the Year“ für 2013.<ref>IceCube Kollaboration [http://icecube.wisc.edu/news/view/183 "IceCube awarded the 2013 Breakthrough of the Year"]</ref> Wie in Science berichtet wurde bei Auswertung der Daten von Mai 2010 bis Mai 2012 28 Ereignisse isoliert die von hochenergetischen Neutrinos zwischen 30 TeV und 1200 TeV stammen.<ref>IceCube Collaboration (M. G. Aartsen u.a.): Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector, Science, Band 342, 2013, Issue 6161, 1242856, [http://science.sciencemag.org/content/342/6161/1242856 Abstract]</ref><ref>[http://icecube.wisc.edu/news/view/171 IceCube Meldung zum Science-Artikel]</ref> Unter diesen und in den im Jahr danach erhobenen Daten waren auch die Neutrinos mit bis dahin höchster Energie, mit Energien von 1000 (Bert genannt, wie in den anderen Ereignissen nach Figuren der Sesamstraße), 1100 (Ernie genannt) und 2200 TeV (4. Dezember 2012, Big Bird genannt). Am 11. Juni 2014 wurde ein Neutrinoereignis mit noch höherer Energie gefunden (2600 TeV).<ref>[http://www.symmetrymagazine.org/article/august-2015/icecube-sees-highest-energy-neutrino-ever-found IceCube sees highest-energy neutrino ever found], Symmetry Magazine, 8. April 2015</ref><ref>[http://cerncourier.com/cws/article/cern/62496 Event view of highest energy neutrino detected by IceCube, Cern Courier, 25. September 2016]</ref> 2016 wurde der fast ein Jahr ab Sommer 2012 anhaltende [[Blazar]]-Ausbruch in der Galaxie PKS B 1424-418 als wahrscheinliche Quelle für ''Big Bird'' ausgemacht aus Vergleich mit den Beobachtungen des Gammastrahlen-Weltraumteleskops Fermi und des Radioteleskop-Projekts Tanami.<ref>M. Kadler u.a., Coincidence of a high-fluence blazar outburst with a PeV-energy neutrino event, Nature Physics, Band 12, 2016, S. 807-814. [https://www.uni-wuerzburg.de/sonstiges/meldungen/single/artikel/tatort-suedpol-tatverdaechtiger-blazar-im-fall-neutrino-ermittelt/ Tatort Südpol: tatverdächtiger Blazar im Fall „Neutrino“ ermittelt, Universität Würzburg]</ref>


== المصادر ==
== المصادر ==

نسخة 14:32، 31 أكتوبر 2017

89°59′24″S 63°27′11″W / 89.99000°S 63.45306°W / -89.99000; -63.45306

محطة الحفر لتجربة مكعب الثلج بالمحيط المتجمد الجنوبي في ديسمبر 2009
مكعب الثلج : والآبار التي حفرت في الثلج لتوزيع العدادات .

تجربة مكعب الثلج ([الإنجليزية:IceCube experiment ) أو تجربة مكعب الثلج لعد النيوترينوات هي تجربة ضخمة لعد النيوترينوات في الثلج الشفاف في القطب الجنوبي . تتم التجربة بتسجيل الوميض الناتج من تفاعل النيوترينوات مع جزيئات الثلج بواسطة عدادات وميضية موزعة في الطبقة الجليدية . يبلغ حجم مكعب الثلج الشفاف المختار 1 كيلومتر مكعب . ينتج عن تفاعل النيوترينوات العالية الطاقة بجزيئات الثلج إلكترونات و ميونات و تاوونات ، ويمكن رصدها بواسطة صمامات تضخيم ضوئي حساسة للغاية.

بنيت التجربة في محطة أمندسن سكوت الأمريكية بالقطب الجنوبي . ويأمل الباحثاون وعلى رأسهم "فرانسيس هالزن" و "كريستيان سبيرينج" الحصول على معلومات من تلك التجربة عن مصادر الأشعة الكونية وماهيتها ومعلومات عن النيوترينوات التي تنتج منها .

الغرض

الطريقة المطبقة في هذه التجربة مماثلة لعداد الميون والنيوترينو بالقارة القطبية الجنوبية المسماة تلسكوب أماندا التي تجمع نتائج منذ 1997 . وقد قام العلماء بإنهاء عمل تلك التجربة كما كان مخطط لها في 11 مايو 2009 . ونظرا لنجاح التجربة وحصول العلماء على نتائج مشجعة فقد تقرر تخصيص مبالغ مالية لإجراء تجربة تلسكوب مكعب الثلج أيضا في المحيط المتجمد الجنوبي ، بتصميم جديد. فقد تم بناء مكعب ثلج خلال ستة سنوات بحفر آبار في منطقة متميزة بصفاء وشفافية الثلج فيها ، وتزويدها بعدادت تقيس النيوترينو . وتم بناء مكعب الثلج في 18 ديسمبر 2010 .هذه العدادات تستخدم صمامات تضخيم ضوئي لعد النيوترينوات.

الخلفية التقنية

عداد ضوئي رقمي DOM ، يستخدم صمام تضخيم ضوئي ، مقاس 25 سنتيمتر من نوع "هاماموتسو فوتونيكس"

يشمل تلسكوب مكعب الثلج 86 كابل تحمل 5160 عدادا وميضيا ، تسجل أومضة ناشئة عن تفاعل ميونات أو إلكترونات أو تاوونات (جسيمات أولية) مع جزيئات الثلج . ثم تقوم تلك المكشافات الضوئية الحساسة بتكبير النبضات الكهربائية الناشئة ، ثم ترقيمها digitalisiering ، وارسالها إلى المحطة العلمية أموندسن-سكوت بالقطب الجنوبي . وقد استغلت التجربة 677 من وحدات القياس الحساسة التي كانت تعمل في تلسكوب أماندا.

ادليت الكابلات وموصول بها العدادات الضوئية الحساسة في أبار حفرت في مكعب الثلج بواسطة الماء الساخن ، ثم تلى تجميد الماء . وزعت العدادات على أعماق 1450 و 2450 في الثلج . عملت تلك الأعماق على ازالة أي فقاقيع هوائية بسبب الضغط العالي تحت الثلث حتى لا تصبح تلك الفقاقيع عائقا على شفافية الثلج .

تحليل القياسات

يصلح لتحديد اتجاه النيوترينوات عند تصادمها بجزيئات الثلج قياس الميونات الناشئة عن الاصتدام . ويحدث اصتدام نيوترينو الميون Myon-Neutrino مع جزيء الثلج نادرا جدا وينتج عن ذلك انقسام النواة الذرية وتحول النيوترينو إلى ميون . ويكمل الميون خط سير النيوترينو منتجا مخروطا من الضوء الأزرق ، تلك الظاهرة تسمى إشعاع شيرنكوف . وتقوم الصمامات تضخيم ضوئي الموجودة في عدادا "هاماموتسو فوتونيكس" Hamamatsu Photonics بتكبير الضوء الناشيء إلى نبضة كهربائية نحو 100 مليون مرة .[1] وعن طريق تسجيل زمن وصول الضوء إلى العدادات المختلفة يمكن للحاسوب حساب الاتجاه الاصلي للنيوترينو الذي أحدث الضوء.

يمكن لتلسكوب النيوترينو في مكعب الثلج اكتشاف حدوث مستعرات عظمى (تنتج نيوترينوات) ويمكنه كذلك اكتشاف مادة مظلمة. كما أن انفجارات أشعة غاما التي تحدث في بعض النجوم أو أشعة غاما الصادرة من ثقوب سوداء في قلوب مجرات حلزونية يمكن للتلسكوب قياسها ورصدها .ويتبين من ذلك الارتباط والتعاون الوثيق بين فيزياء الطاقة العالية وعلم الفلك في محاولات للكشف عن أسرار الطبيعة .

التعاون العلمي والتمويل

تبلغ تكلفة عداد النيوترينو نحو 295 مليون دولار أمريكي دفعت معظمها المؤسسة الوطنية الخيرية للعلوم NSF بالولايات المتحدة ، وقامت بتطويره وبنائه جامعة وسكونسين بماديسون بالتعاون مع ديزي DESY (سيكلوترون الإلكترونات الألماني) بمدينة "تسويتن" بالقرب من برلين . كما تشترك عدة جامعات في التمويل من ضمنها جامعات ومعاهد علمية من السويد و بلجيكا و ألمانيا ، و المملكة المتحدة و هولندا.

نجاح علمي

في يونيو 2013 نشرت مجموعة باحثي مكعب الثلج أول نتائجها ، وهي تشير إلى أن النيوترينوات التي سجلتها الأجهزة ليس أصلها أرضي . وقد سجل حدثان للنيوترينوات وهي أحداث قليلة لا تتيح فرصة للتأكد من النتائج. .[2] وفي نوفمبر 2013 Im November 2013 veröffentlichte die Kollaboration in der Fachzeitschrift Science die Nachfolgemessung, die als Nachweis von nicht-terrestrischen Neutrinos gilt.[3] Für diesen Erfolg verlieh das Magazin Physics World den Preis „Breakthrough of the Year“ für 2013.[4] Wie in Science berichtet wurde bei Auswertung der Daten von Mai 2010 bis Mai 2012 28 Ereignisse isoliert die von hochenergetischen Neutrinos zwischen 30 TeV und 1200 TeV stammen.[5][6] Unter diesen und in den im Jahr danach erhobenen Daten waren auch die Neutrinos mit bis dahin höchster Energie, mit Energien von 1000 (Bert genannt, wie in den anderen Ereignissen nach Figuren der Sesamstraße), 1100 (Ernie genannt) und 2200 TeV (4. Dezember 2012, Big Bird genannt). Am 11. Juni 2014 wurde ein Neutrinoereignis mit noch höherer Energie gefunden (2600 TeV).[7][8] 2016 wurde der fast ein Jahr ab Sommer 2012 anhaltende Blazar-Ausbruch in der Galaxie PKS B 1424-418 als wahrscheinliche Quelle für Big Bird ausgemacht aus Vergleich mit den Beobachtungen des Gammastrahlen-Weltraumteleskops Fermi und des Radioteleskop-Projekts Tanami.[9]

المصادر

  1. ^ Rickard Ström: IceCube Explained. Department of Physics and Astronomy, Uppsala Universitet, 13. Dezember 2011, abgerufen am 30. Juni 2013.
  2. ^ IceCube Kollaboration First Observation of PeV-Energy Neutrinos with IceCube
  3. ^ IceCube Kollaboration: Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector Science Veröffentlichung vom 22. November 2013
  4. ^ IceCube Kollaboration "IceCube awarded the 2013 Breakthrough of the Year"
  5. ^ IceCube Collaboration (M. G. Aartsen u.a.): Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector, Science, Band 342, 2013, Issue 6161, 1242856, Abstract
  6. ^ IceCube Meldung zum Science-Artikel
  7. ^ IceCube sees highest-energy neutrino ever found, Symmetry Magazine, 8. April 2015
  8. ^ Event view of highest energy neutrino detected by IceCube, Cern Courier, 25. September 2016
  9. ^ M. Kadler u.a., Coincidence of a high-fluence blazar outburst with a PeV-energy neutrino event, Nature Physics, Band 12, 2016, S. 807-814. Tatort Südpol: tatverdächtiger Blazar im Fall „Neutrino“ ermittelt, Universität Würzburg

اقرأ أيضا

مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=تجربة_مكعب_الثلج&oldid=25357357»