Крупнейший в мире нейтринный телескоп IceCube усилили 650 новыми датчиками для охоты за вспышками сверхновых
Крупнейший в мире нейтринный детектор, расположенный во льдах Антарктиды, получил значительное усиление своей мощности. Ученые успешно завершили установку шести новых нитей с современными датчиками на глубине почти 2400 метров в обсерватории IceCube, что добавило более 650 новейших фотодетекторов и калибровочных устройств к существующей системе. Этот масштабный апгрейд, выполненный командой из 450 международных ученых, представляющих 58 институтов из 14 стран, значительно повысил чувствительность обсерватории к неуловимым частицам — нейтрино, которые приходят к нам из глубин космоса.
Обсерватория IceCube, расположенная на станции Амундсен-Скотт прямо на Южном полюсе, является уникальным сооружением, занимающим объем в один кубический километр. Основу детектора составляют 5160 оптических модулей размером с баскетбольный мяч, которые регистрируют слабые вспышки черенковского излучения. Эти вспышки возникают при взаимодействии высокоэнергетичных нейтрино с атомными ядрами льда. Из-за способности нейтрино проходить сквозь материю, практически не взаимодействуя с ней, для их поимки требуются детекторы колоссальных размеров и исключительной чувствительности.
Новые оптические датчики, получившие название mDOM, представляют собой герметичные контейнеры диаметром около 38 сантиметров, формой напоминающие мяч для американского футбола. Это обеспечивает круговой обзор на 360 градусов, что является значительным шагом вперед по сравнению с предыдущей конфигурацией. Вместе с дополнительными калибровочными сенсорами они собраны в вертикальные нити длиной почти 1500 метров. Процесс установки каждой такой нити занимает около двух дней: сначала с помощью бура с горячей водой во льду плавится скважина глубиной почти 2400 метров, затем в нее опускается оборудование, после чего скважина постепенно замерзает, навечно заключая датчики в толще антарктического льда. Работы по модернизации проводились в период с декабря 2025 по январь 2026 года.
Благодаря более плотному расположению новых модулей, детектор сможет получать гораздо более точные данные о направлении, энергии и происхождении частиц. Как отмечает Андреас Хаунгс, научный руководитель рабочей группы IceCube в Технологическом институте Карлсруэ (KIT), это нововведение также углубит понимание свойств самого антарктического льда. Повышенная плотность инструментов позволит регистрировать сигналы с более низкими энергиями, что было недоступно ранее. По словам Ральфа Энгеля, главы Института астрофизики элементарных частиц в KIT, модернизация расширит диапазон нейтринной астрономии в область низких энергий, открывая новое окно во Вселенную. Кроме того, это станет важным технологическим тестом для будущего гигантского расширения обсерватории — проекта IceCube-Gen2, запуск которого планируется на 2032 год. Новая система, как ожидается, будет регистрировать космические нейтрино высоких энергий в 10 раз чаще и с в пять раз лучшей чувствительностью, чем текущий детектор. Марион Дирикс, программный директор NSF по проекту IceCube, назвала проведенную модернизацию крупным инженерным достижением, которое закрепит лидерство страны в области нейтринной физики на долгие годы и проложит путь к новым космическим открытиям.