تجربة مكعب الثلج: الفرق بين النسختين
[نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
ط بوت: إضافة {{تصنيف كومنز|IceCube Neutrino Observatory}} |
ط بوت التصانيف المعادلة (٢٥) +ترتيب+تنظيف (۸.۶): + تصنيف:العلم والتكنولوجيا في القارة القطبية الجنوبية |
||
سطر 1: | سطر 1: | ||
{{Coord|89|59|24|S|63|27|11|W|region:AQ|display=title}} |
{{Coord|89|59|24|S|63|27|11|W|region:AQ|display=title}} |
||
[[ملف:IceCube drill camp 2009.jpg|thumb |left| 490px| محطة الحفر لتجربة مكعب الثلج بالمحيط المتجمد الجنوبي في ديسمبر 2009]] |
[[ملف:IceCube drill camp 2009.jpg|thumb |left| 490px| محطة الحفر لتجربة مكعب الثلج بالمحيط المتجمد الجنوبي في ديسمبر 2009]] |
||
[[ملف:Icecube-architecture-diagram2009.PNG|370px| thumb| left| مكعب الثلج : والآبار لتوزيع |
[[ملف:Icecube-architecture-diagram2009.PNG|370px| thumb| left| مكعب الثلج : والآبار لتوزيع العدادات .]] |
||
'''تجربة مكعب الثلج ''' ([الإنجليزية:IceCube experiment ) أو '''تجربة مكعب الثلج لعد النيوترينوات '''هي تجربة ضخمة لعد [[نيوترينو|النيوترينوات]] في الثلج الشفاف في القطب الجنوبي ، وذلك يتم بتسجيل الوميض الناتج من تفاعل النيوترينوات مع جزيئات الثلج |
'''تجربة مكعب الثلج ''' ([الإنجليزية:IceCube experiment ) أو '''تجربة مكعب الثلج لعد النيوترينوات '''هي تجربة ضخمة لعد [[نيوترينو|النيوترينوات]] في الثلج الشفاف في القطب الجنوبي ، وذلك يتم بتسجيل الوميض الناتج من تفاعل النيوترينوات مع جزيئات الثلج بواسطة [[عداد وميضي|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 [[ميون]]ات و [[تاوون]]ات ، ويمكن رصدها بواسطة [[صمام تضخيم ضوئي|صمامات تضخيم ضوئي]] حساسة للغاية. |
||
ويأمل الباحثاون وعلى رأسهم "فرانسيس هالزن" و "كريستيان سبيرينج" الحصول على معلومات |
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 == |
== الغرض == |
||
الطريقة المطبقة في هذه التجربة مماثلة لعداد الميون والنيوترينو بالقارة القطبية الجنوبية المسماة [[تلسكوب أماندا |
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 [[صمام تضخيم ضوئي|صمامات تضخيم ضوئي]] لعد [[نيوترينو|النيوترينوات]]. |
||
== الخلفية التقنية == |
== الخلفية التقنية == |
||
[[ملف:Neutriino detektor.jpg|thumb |left |200px|hochkant|عداد |
[[ملف:Neutriino detektor.jpg|thumb |left |200px|hochkant|عداد ضوئي رقمي DOM ، يستخدم [[صمام تضخيم ضوئي]] ، مقاس 25 سنتيمتر من نوع "هاماموتسو فوتونيكس"]] |
||
يشمل تلسكوب |
يشمل تلسكوب مكعب الثلج 86 كابل تحمل 5160 عدادا وميضيا ، تسجل أومضة ناشئة عن تفاعل ميونات أو إلكترونات أو تاوونات ([[جسيم أولي|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 |
ادليت الكابلات وموصول بها العدادات الضوئية الحساسة في أبار حفرت في مكعب الثلج بواسطة |
||
الماء الساخن ، ثم تلى تجميد الماء . وزعت العدادات على أعماق |
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 == |
== تحليل القياسات == |
||
يصلح لتحديد اتجاه النيوترينوات عند تصادمها بجزيئات الثلج |
يصلح لتحديد اتجاه النيوترينوات عند تصادمها بجزيئات الثلج قياس [[ميون|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 [[صمام تضخيم ضوئي|الصمامات تضخيم ضوئي]] الموجودة في عدادا "هاماموتسو فوتونيكس" Hamamatsu Photonics بتكبير الضوء الناشيء إلى نبضة كهربائية نحو 100 مليون مرة .<ref>Rickard Ström: [http://www.physics.uu.se/en/hep/icecube/icecube_explained ''IceCube Explained.''] Department of Physics and Astronomy, Uppsala Universitet, 13. Dezember 2011, abgerufen am 30. Juni 2013.</ref> وعن طريق تسجيل زمن وصول الضوء إلى العدادات المختلفة يمكن للحاسوب حساب الاتجاه الاصلي للنيوترينو الذي أحدث الضوء. |
||
<ref>Rickard Ström: [http://www.physics.uu.se/en/hep/icecube/icecube_explained ''IceCube Explained.''] Department of Physics and Astronomy, Uppsala Universitet, 13. Dezember 2011, abgerufen am 30. Juni 2013.</ref> 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 [[مستعر أعظم|مستعرات عظمى]] (تنتج نيوترينوات) ويمكنه كذلك اكتشاف [[مادة مظلمة]]. كما أن [[انفجار أشعة غاما|انفجارات أشعة جاما]] التي تحدث في بعض النجوم أو [[أشعة جاما]] الصادرة من [[ثقب أسود|ثقوب سوداء]] في قلوب [[مجرة حلزونية|مجرات حلزونية]] يمكن للتلسكوب قياسها |
||
⚫ | |||
⚫ | يمكن لتلسكوب النيوترينو في مكعب الثلج اكتشاف حدوث [[مستعر أعظم|مستعرات عظمى]] |
||
⚫ | |||
== التعاون العلمي والتمويل == |
== التعاون العلمي والتمويل == |
||
تبلغ تكلفة عداد النيوترينو نحو 295 مليون دولار أمريكي دفعت معظمها |
تبلغ تكلفة عداد النيوترينو نحو 295 مليون دولار أمريكي دفعت معظمها المؤسسة الوطنية الخيرية للعلوم NSF بالولايات المتحدة ، وقامت بتطويره وبنائه جامعة وسكونسين ب[[ماديسون]] 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]]. |
||
==المصادر == |
== المصادر == |
||
{{مراجع}} |
{{مراجع}} |
||
==اقرأ أيضا== |
== اقرأ أيضا == |
||
* [[مشكلة نيوترينو الشمس]] |
* [[مشكلة نيوترينو الشمس]] |
||
* [[عداد نيوترينو]] |
* [[عداد نيوترينو]] |
||
سطر 48: | سطر 47: | ||
{{تصنيف كومنز|IceCube Neutrino Observatory}} |
{{تصنيف كومنز|IceCube Neutrino Observatory}} |
||
[[تصنيف:العلم والتكنولوجيا في القارة القطبية الجنوبية]] |
|||
⚫ | |||
[[تصنيف:تجارب الجسيمات]] |
[[تصنيف:تجارب الجسيمات]] |
||
⚫ | |||
[[تصنيف:فيزياء الطاقة العالية]] |
[[تصنيف:فيزياء الطاقة العالية]] |
نسخة 22:01، 13 يونيو 2015
89°59′24″S 63°27′11″W / 89.99000°S 63.45306°W
تجربة مكعب الثلج ([الإنجليزية:IceCube experiment ) أو تجربة مكعب الثلج لعد النيوترينوات هي تجربة ضخمة لعد النيوترينوات في الثلج الشفاف في القطب الجنوبي ، وذلك يتم 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.
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
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 جاما التي تحدث في بعض النجوم أو أشعة جاما 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.
المصادر
- ^ Rickard Ström: IceCube Explained. Department of Physics and Astronomy, Uppsala Universitet, 13. Dezember 2011, abgerufen am 30. Juni 2013.
اقرأ أيضا
- مشكلة نيوترينو الشمس
- عداد نيوترينو
- مشروع دوماند
- تجربة سوبر كاميوكاندي
- مطياف ألفا المغناطيسي
- تجربة أطلس
- مكشاف مصادم فيرميلاب
- عداد شبه الموصلات
- عداد جسيمات
- عداد شيرينكوف
في كومنز صور وملفات عن: تجربة مكعب الثلج |