IceCube: differenze tra le versioni
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[[File:ICECUBE_dom_taklampa.jpg|thumb|"Taklampa", uno dei rivelatori sferici (''DOM'') del pozzo n. 85]] |
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[[File:IceCube_Neutrino_Observatory_in_2023_02.jpg|miniatura| Osservatorio dei neutrini IceCube (2023)]] |
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L''''IceCube Neutrino Observatory''' è un [[rivelatore di neutrini]] costruito presso una installazione scientifica nel [[Polo Sud]]. Allo stesso modo del suo predecessore, l'[[Antarctic Muon And Neutrino Detector Array|AMANDA]], IceCube viene costruito immergendo nel ghiaccio antartico, ad una profondità che varia tra 1,45 km e 2,45 km, dei rivelatori a geometria sferica nei quali sono alloggiati dei [[fotomoltiplicatore|tubi fotomoltiplicatori]] (PMT). Tali sensori sono disposti in pozzi verticali di sessanta moduli ognuno. I pozzi vengono costruiti usando un "trapano" a forma di cono che spruzza acqua calda. |
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L'Osservatorio dei neutrini IceCube (o semplicemente '''[https://icecube.wisc.edu IceCube]''' ) fa parte della [[Base Amundsen-Scott|stazione del Polo Sud Amundsen-Scott]] in Antartide. La collaborazione IceCube è composta da circa 350 ricercatori provenienti da 55 istituti di ricerca in 14 paesi. |
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Dal 2010 sono stati registrati [[Neutrino|neutrini]] ad alta energia in un volume di 1 km<sup>3</sup> attraverso le loro interazioni col ghiaccio. Ciò accade quando [[Elettrone|elettroni]], [[Muone|muoni]] o [[Tauone|tau]] generati dalle interazioni dei neutrini provocano [[Effetto Čerenkov|la radiazione Cherenkov]], che viene rivelata utilizzando sensori ottici altamente sensibili ([[Fotomoltiplicatore|fotomoltiplicatori]]). In questo modo IceCube è in grado di fornire informazioni sulle fonti di [[Raggi cosmici|radiazione cosmica]] carica, dove vengono generati anche i neutrini. |
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==Scopi del progetto== |
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[[File:Icecube-architecture-diagram2009.PNG|miniatura| Schema del rilevatore di neutrini nel ghiaccio antartico]] |
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[[File:IceCube drill camp 2009.jpg|thumb|upright=2.3|La torre di perforazione e la condotta dell'acqua, avvolta in bobina, nel dicembre 2009]] |
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[[File:IceCube_drill_camp_2009.jpg|miniatura| Stazione di perforazione per IceCube nel dicembre 2009]] |
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== Storia == |
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Lo scopo del progetto consiste nella rivelazione di neutrini di alta energia.<ref>Per [[Neutrino|neutrini]] di alta energia si intendono neutrini con una energia totale relativamente elevata, nel caso specifico con una energia compresa tra i 10<sup>11</sup>[[elettronvolt|eV]] ed i 10<sup>21</sup>[[elettronvolt|eV]].</ref> I [[neutrino|neutrini]] non sono [[Sensore|rivelabili]] direttamente. Tuttavia, il raro, seppur possibile, evento di collisione tra un neutrino ed un [[atomo]] che compone il [[ghiaccio]] antartico, produce dei sottoprodotti (altre [[particella elementare|particelle]]) che a loro volta vengono rivelate direttamente dai rivelatori dell'IceCube. Ciò permette, dopo una faticosa elaborazione dei dati acquisiti, di poter ricostruire i parametri cinematici dei neutrini incidenti.<ref>Per parametri cinematici si intendono direzione, verso e velocità, quindi energia cinetica dei neutrini.</ref> |
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Il principio utilizzato è stato già utilizzato nel progetto [[Antarctic Muon And Neutrino Detector Array|AMANDA]] (Antarctic Muon And Neutrino Detector Array) che ha fornito dati dal 1997 al 2009. Grazie al suo successo, sono stati approvati i fondi per il progetto IceCube. IceCube è stato completato il 18 dicembre 2010 dopo quasi sei anni di costruzione. I primi risultati scientifici sono già stati raggiunti con le prime fasi di espansione di IceCube in collaborazione con AMANDA. Il risultato scientifico più importante fino ad oggi è la prima osservazione della radiazione cosmica di neutrini ad alta energia nel 2013<ref name=":0">{{Cita pubblicazione|cognome=IceCube Collaboration*|data=2013|titolo=Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector|rivista=Science|volume=342|numero=6161|doi=10.1126/science.1242856|url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.1242856}}</ref>. |
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Le stime attuali prevedono l'individuazione di circa un migliaio di eventi di questo tipo al giorno in tutto il sito del rivelatore.<ref>Per sito del rivelatore non si intende la zona di ghiaccio delimitata dai rivelatori che costituiscono l'IceCube, ma tutta la zona del ghiaccio dalla quale si stima possano giungere alla matrice di rivelatori, dei segnali utili.</ref> A causa della elevata densità del ghiaccio, quasi tutti i prodotti della collisione iniziale saranno [[muone|muoni]]. Pertanto l'esperimento è più sensibile al flusso di [[Neutrino muonico|neutrini muonici]]. La maggior parte di questi neutrini sono generati dall'interazione dei [[raggi cosmici]] con i [[Nucleo atomico|nuclei]] dell'[[atmosfera]] terrestre, ma una frazione non nota di questi, potrebbe avere origini [[astronomia|astronomiche]].<ref>Cioè potrebbero avere origine da sorgenti esterne alla terra, anche in altre galassie.</ref> Per distinguere le due fonti si prendono in considerazioni analisi di natura [[statistica]] sulla direzione e l'angolo di entrata dei neutrini nel ghiaccio. Molto grossolanamente si può affermare che un neutrino proveniente dall'alto ha maggior [[probabilità]] di essere stato prodotto dalla penetrazione dello [[raggi cosmici|sciame di raggi cosmici]] nell'atmosfera; mentre, quei neutrini che provengono dal basso (dal fondo del mare)<ref>I neutrini proprio perché debolmente interagenti riescono ad attraversare la terra molto facilmente.</ref> hanno una probabilità maggiore di avere una origine diversa. |
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Il progetto di IceCube è stato sviluppato da [[Francis Halzen]] fin dagli anni '80, Francis Halzen è tuttora principal investigator dell'esperimento. |
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Le fonti dei neutrini provenienti dal basso potrebbero essere [[buchi neri]], [[Lampo gamma|lampi gamma]], o [[Resto di supernova|resti di supernova]]. I dati che IceCube raccoglierà potranno contribuire anche alla comprensione dell'origine dei [[raggi cosmici]], della [[supersimmetria]], delle [[Wimp (fisica)|particelle massicce debolmente interagenti (WIMP)]], e di altri aspetti della [[fisica nucleare]] e delle [[fisica delle particelle elementari|particelle]]. |
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==Note== |
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== Tecnologia == |
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[[File:Neutriino_detektor.jpg|miniatura| Una delle oltre 5000 sonde che ricevono la luce ( ''modulo ottico digitale'', in breve DOM) equipaggiato con un [[fotomoltiplicatore]] da 25cm di diametro (modello R7081-02), il cui fotocatodo è visibile nell'emisfero inferiore]] |
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IceCube dispone attualmente di 86 stringhe di cavi con un totale di 5160 sensori che rilevano, amplificano, digitalizzano le tracce Cherenkov di muoni, elettroni e tau e le inviano alla [[Base Amundsen-Scott|stazione Amundsen-Scott del Polo Sud]]. I [[Fotomoltiplicatore|fotomoltiplicatori]] utilizzati sono sensibili a lunghezze d'onda di 300-650 nm con una sensibilità massima all'estremità blu dello spettro luminoso, una resa quantica del 25% e un'amplificazione elettronica secondaria da 10 a 50 milioni di volte <ref>{{Cita pubblicazione|nome=R.|cognome=Abbasi|coautori=et al|data=2010|titolo=Calibration and characterization of the IceCube photomultiplier tube|rivista=Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment|volume=618|numero=1-3|pp=139–152|doi=10.1016/j.nima.2010.03.102|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0168900210006662}}</ref> . L'area sensibile, approssimativamente emisferica, e' di 550 cm<sup>2</sup>, e riempie la parte inferiore dell'alloggiamento del sensore in vetro resistente alla pressione, grande quanto un pallone da calcio. |
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I cablaggi e i rilevatori vengono affondati in fori praticati nel ghiaccio con getti di acqua calda, che poi si congela nuovamente. I sensori sono posizionati a una profondità compresa tra 1.450 e 2.450 metri, dove l'enorme pressione rende il ghiaccio perfettamente trasparente. |
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* [[KM3NeT]] |
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== Funzionalità == |
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Nel caso di interazioni di neutrini muonici è possibile misurare con precisione la loro direzione. La collisione estremamente rara di un neutrino muonico con il ghiaccio provoca la conversione del neutrino in un muone. Il muone prosegue lungo la direzione del neutrino incidente ed emette un cono di luce blu, la radiazione Cherenkov. Questa radiazione luminosa molto debole viene convertita in impulsi elettrici dai [[Fotomoltiplicatore|fotomoltiplicatori]] . Dai tempi di arrivo della luce sui singoli sensori si può calcolare da quale direzione proveniva il neutrino. |
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I telescopi per neutrini come IceCube possono anche rilevare neutrini da [[Supernova|supernovae]], da [[Lampo gamma|lampi di raggi gamma]] o contribuire alla rilevazione indiretta della [[materia oscura]]. |
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IceCube dispone anche di un rivelatore della superficie di 1 km<sup>2</sup> chiamato '''IceTop''' . Si tratta di 162 rilevatori Cherenkov montati in superficie, che misurano gli sciami atmosferici di radiazioni cosmiche. |
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Infine '''Deep-Core''' è una regione densamente strumentata dell'array IceCube che estende le energie osservabili al di sotto di 100 GeV. Le stringhe di Deep Core sono installate al centro (nel piano superficiale) del rivelatore, in profondità nel ghiaccio più trasparente sul fondo del sistema (tra 1.760 e 2.450 m di profondità). |
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== Risultati Scientifici == |
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Nel giugno 2013, la collaborazione IceCube ha pubblicato i primi risultati che indicano un flusso di neutrini non terrestri (extragalattici, ''cosmici'' ) <ref>{{Cita pubblicazione|cognome=IceCube Collaboration|data=2013|titolo=First Observation of PeV-Energy Neutrinos with IceCube|rivista=Physical Review Letters|volume=111|numero=2|pp=021103|doi=10.1103/PhysRevLett.111.021103|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.111.021103}}</ref>. Nel novembre 2013, la collaborazione ha pubblicato la misurazione di follow-up sulla rivista ''Science'', che è considerata prova dell’esistenza di neutrini non terrestri (cosmici) <ref name=":0" /> . Questo risultato è stato considerato "Breakthrough of the Year" per il 2013 ''dalla rivista Physics World''. <ref>IceCube Kollaboration [https://icecube.wisc.edu/news/view/183 "IceCube awarded the 2013 Breakthrough of the Year"]</ref>. Analizzando i dati dal maggio 2010 al maggio 2012 sono stati isolati 28 eventi originati da neutrini ad alta energia compresi tra 30 TeV e 1200 TeV, energie molto più alte di quelle ottenibili in laboratorio, come riportato su Science.<ref name=":0" /> Tra questi e nei dati raccolti l'anno successivo c'erano i neutrini con l'energia più alta registrata fino ad oggi: un evento con energia di 1000 TeV (chiamato Bert, nome ispirato dai personaggi di Sesame Street, come negli altri eventi rivelati successivamente), uno da 1100 TeV (chiamato Ernie) e uno da 2200 TeV (denominato Big Bird). L'11 giugno 2014 è stato rilevato un evento di neutrini con un'energia ancora più elevata, 2600 TeV. <ref>[https://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>[https://cerncourier.com/cws/article/cern/62496 Event view of highest energy neutrino detected by IceCube, Cern Courier, 25. September 2016]</ref> |
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Nel luglio 2018, IceCube ha annunciato di aver misurato con precisione la direzione di un neutrino di altissima energia che ha colpito il suo rilevatore nel settembre 2017. Questo ha permesso di identificare il suo punto di origine nel blazar [[TXS 0506+056|TXS 0506 +056]], un [[Galassia attiva|nucleo galattico attivo]] situato a 5,7 miliardi di anni luce di distanza nella direzione della costellazione di [[Orione (costellazione)|Orione]], i risultati avevano una significatività statistica di 3-3,5σ. <ref>{{Cita pubblicazione|cognome=IceCube Collaboration|data=2018|titolo=Neutrino emission from the direction of the blazar TXS 0506+056 prior to the IceCube-170922A alert|rivista=Science|volume=361|numero=6398|pp=147–151|doi=10.1126/science.aat2890|url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.aat2890}}</ref>. Questa è stata la prima volta che un rilevatore di neutrini veniva utilizzato per localizzare un oggetto nello spazio e indicava che era stata identificata una fonte di raggi cosmici. |
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Nel 2020 è stata annunciata la prova della risonanza di Glashow a 2,3σ (formazione del bosone W nelle collisioni antineutrino-elettrone).<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=The IceCube Collaboration|data=2021|titolo=Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube|rivista=Nature|volume=591|numero=7849|pp=220–224|doi=10.1038/s41586-021-03256-1|url=https://www.nature.com/articles/s41586-021-03256-1}}</ref> Nel febbraio 2021, l'evento di [[Evento di distruzione mareale|evento di perturbazione mareale]] (TDE) AT2019dsg è stato segnalato come candidato per una sorgente di neutrini e il TDE AT2019fdr come secondo candidato nel giugno 2022.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Simeon|cognome=Reusch|coautori=et al|data=2022|titolo=Candidate Tidal Disruption Event AT2019fdr Coincident with a High-Energy Neutrino|rivista=Physical Review Letters|volume=128|numero=22|doi=10.1103/PhysRevLett.128.221101|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.128.221101}}</ref> Nel novembre 2022, IceCube ha annunciato una forte evidenza di una fonte di neutrini emessa dal nucleo galattico attivo di Messier 77.<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=IceCube Collaboration*†|data=2022|titolo=Evidence for neutrino emission from the nearby active galaxy NGC 1068|rivista=Science|volume=378|numero=6619|pp=538–543|doi=10.1126/science.abg3395|url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.abg3395}}</ref> È la seconda rilevazione [[Astronomia multi-messaggio|multi-messaggera]] da parte di IceCube dopo TXS 0506+056 e in assoluto la quarta rivelazione multi-messenger con neutrini (che includono la supernova [[SN 1987a|SN1987A]] e i [[Problema dei neutrini solari|neutrini solari]]). Nel giugno 2023 IceCube ha identificato l'emissione diffusa di neutrini dal [[Disco galattico|piano galattico]] al livello di significatività di 4,5σ<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=IceCube Collaboration*†|data=2023|titolo=Observation of high-energy neutrinos from the Galactic plane|rivista=Science|volume=380|numero=6652|pp=1338–1343|doi=10.1126/science.adc9818|url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.adc9818}}</ref>. |
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IceCube può osservare le [[Oscillazione del neutrino|oscillazioni dei neutrini]] provenienti dagli sciami atmosferici di raggi cosmici, utilizzando soprattutto il sottoarray DeepCore. IceCube ha misurato l'angolo di mixing θ<sub>23</sub> e Δm<sup>2</sup><sub>23</sub> caratteristici delle oscillazioni dei neutrini atmosferici <ref>{{Cita pubblicazione|nome=R.|cognome=Abbasi|coautori=et al|data=2023|titolo=Measurement of atmospheric neutrino mixing with improved IceCube DeepCore calibration and data processing|rivista=Physical Review D|volume=108|numero=1|doi=10.1103/PhysRevD.108.012014|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.108.012014}}</ref>, e misurato l'apparizione di neutrini del tau <ref>{{Cita pubblicazione|nome=M. G.|cognome=Aartsen|coautori=et al|data=2019|titolo=Measurement of atmospheric tau neutrino appearance with IceCube DeepCore|rivista=Physical Review D|volume=99|numero=3|doi=10.1103/PhysRevD.99.032007|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.99.032007}}</ref>. IceCube ha inoltre effettuato ricerche di neutrini sterili<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=IceCube Collaboration|data=2020-09-30|titolo=Searching for eV-scale sterile neutrinos with eight years of atmospheric neutrinos at the IceCube Neutrino Telescope|rivista=Physical Review D|volume=102|numero=5|pp=052009|doi=10.1103/PhysRevD.102.052009|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.102.052009}}</ref>. Man mano che verranno raccolti più dati e le misurazioni di IceCube verranno ulteriormente perfezionate, potrebbe essere possibile osservare la caratteristica modifica del pattern di oscillazione a ~15 GeV che permette di determinare la [[Oscillazione del neutrino|gerarchia di massa dei neutrini]]. |
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== Ulteriore sviluppo verso IceCube-Gen2 == |
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IceCube-Gen2 è progettato per espandere il volume di IceCube a 8 km<sup>3</sup> <ref>{{Cita pubblicazione|nome=M G|cognome=Aartsen|coautori=et al|data=2021|titolo=IceCube-Gen2: the window to the extreme Universe|rivista=Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics|volume=48|numero=6|pp=060501|doi=10.1088/1361-6471/abbd48|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6471/abbd48}}</ref>. A questo scopo sono previsti 120 ulteriori stringhe con 12.000 nuovi sensori ottici, che permetteranno un ampliamento del range energetico verso energie più elevate anche attraverso l'utilizzo ulteriori array radio. Si dovrebbe quindi raggiungere una sensibilità cinque volte maggiore e rendere possibile la rivelazione di circa 1 milione di neutrini all’anno. IceCube-Gen2 è in fase di progettazione ed approvazione, il suo completamento è previsto entro il 2032. |
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== Bibliografia == |
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[[Categoria:Osservatori di neutrini]] |
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Versione delle 19:43, 3 mag 2024
L'Osservatorio dei neutrini IceCube (o semplicemente IceCube ) fa parte della stazione del Polo Sud Amundsen-Scott in Antartide. La collaborazione IceCube è composta da circa 350 ricercatori provenienti da 55 istituti di ricerca in 14 paesi.
Dal 2010 sono stati registrati neutrini ad alta energia in un volume di 1 km3 attraverso le loro interazioni col ghiaccio. Ciò accade quando elettroni, muoni o tau generati dalle interazioni dei neutrini provocano la radiazione Cherenkov, che viene rivelata utilizzando sensori ottici altamente sensibili (fotomoltiplicatori). In questo modo IceCube è in grado di fornire informazioni sulle fonti di radiazione cosmica carica, dove vengono generati anche i neutrini.
Storia
Il principio utilizzato è stato già utilizzato nel progetto AMANDA (Antarctic Muon And Neutrino Detector Array) che ha fornito dati dal 1997 al 2009. Grazie al suo successo, sono stati approvati i fondi per il progetto IceCube. IceCube è stato completato il 18 dicembre 2010 dopo quasi sei anni di costruzione. I primi risultati scientifici sono già stati raggiunti con le prime fasi di espansione di IceCube in collaborazione con AMANDA. Il risultato scientifico più importante fino ad oggi è la prima osservazione della radiazione cosmica di neutrini ad alta energia nel 2013[1].
Il progetto di IceCube è stato sviluppato da Francis Halzen fin dagli anni '80, Francis Halzen è tuttora principal investigator dell'esperimento.
Tecnologia
IceCube dispone attualmente di 86 stringhe di cavi con un totale di 5160 sensori che rilevano, amplificano, digitalizzano le tracce Cherenkov di muoni, elettroni e tau e le inviano alla stazione Amundsen-Scott del Polo Sud. I fotomoltiplicatori utilizzati sono sensibili a lunghezze d'onda di 300-650 nm con una sensibilità massima all'estremità blu dello spettro luminoso, una resa quantica del 25% e un'amplificazione elettronica secondaria da 10 a 50 milioni di volte [2] . L'area sensibile, approssimativamente emisferica, e' di 550 cm2, e riempie la parte inferiore dell'alloggiamento del sensore in vetro resistente alla pressione, grande quanto un pallone da calcio.
I cablaggi e i rilevatori vengono affondati in fori praticati nel ghiaccio con getti di acqua calda, che poi si congela nuovamente. I sensori sono posizionati a una profondità compresa tra 1.450 e 2.450 metri, dove l'enorme pressione rende il ghiaccio perfettamente trasparente.
Funzionalità
Nel caso di interazioni di neutrini muonici è possibile misurare con precisione la loro direzione. La collisione estremamente rara di un neutrino muonico con il ghiaccio provoca la conversione del neutrino in un muone. Il muone prosegue lungo la direzione del neutrino incidente ed emette un cono di luce blu, la radiazione Cherenkov. Questa radiazione luminosa molto debole viene convertita in impulsi elettrici dai fotomoltiplicatori . Dai tempi di arrivo della luce sui singoli sensori si può calcolare da quale direzione proveniva il neutrino.
I telescopi per neutrini come IceCube possono anche rilevare neutrini da supernovae, da lampi di raggi gamma o contribuire alla rilevazione indiretta della materia oscura.
IceCube dispone anche di un rivelatore della superficie di 1 km2 chiamato IceTop . Si tratta di 162 rilevatori Cherenkov montati in superficie, che misurano gli sciami atmosferici di radiazioni cosmiche.
Infine Deep-Core è una regione densamente strumentata dell'array IceCube che estende le energie osservabili al di sotto di 100 GeV. Le stringhe di Deep Core sono installate al centro (nel piano superficiale) del rivelatore, in profondità nel ghiaccio più trasparente sul fondo del sistema (tra 1.760 e 2.450 m di profondità).
Risultati Scientifici
Nel giugno 2013, la collaborazione IceCube ha pubblicato i primi risultati che indicano un flusso di neutrini non terrestri (extragalattici, cosmici ) [3]. Nel novembre 2013, la collaborazione ha pubblicato la misurazione di follow-up sulla rivista Science, che è considerata prova dell’esistenza di neutrini non terrestri (cosmici) [1] . Questo risultato è stato considerato "Breakthrough of the Year" per il 2013 dalla rivista Physics World. [4]. Analizzando i dati dal maggio 2010 al maggio 2012 sono stati isolati 28 eventi originati da neutrini ad alta energia compresi tra 30 TeV e 1200 TeV, energie molto più alte di quelle ottenibili in laboratorio, come riportato su Science.[1] Tra questi e nei dati raccolti l'anno successivo c'erano i neutrini con l'energia più alta registrata fino ad oggi: un evento con energia di 1000 TeV (chiamato Bert, nome ispirato dai personaggi di Sesame Street, come negli altri eventi rivelati successivamente), uno da 1100 TeV (chiamato Ernie) e uno da 2200 TeV (denominato Big Bird). L'11 giugno 2014 è stato rilevato un evento di neutrini con un'energia ancora più elevata, 2600 TeV. [5] [6]
Nel luglio 2018, IceCube ha annunciato di aver misurato con precisione la direzione di un neutrino di altissima energia che ha colpito il suo rilevatore nel settembre 2017. Questo ha permesso di identificare il suo punto di origine nel blazar TXS 0506 +056, un nucleo galattico attivo situato a 5,7 miliardi di anni luce di distanza nella direzione della costellazione di Orione, i risultati avevano una significatività statistica di 3-3,5σ. [7]. Questa è stata la prima volta che un rilevatore di neutrini veniva utilizzato per localizzare un oggetto nello spazio e indicava che era stata identificata una fonte di raggi cosmici.
Nel 2020 è stata annunciata la prova della risonanza di Glashow a 2,3σ (formazione del bosone W nelle collisioni antineutrino-elettrone).[8] Nel febbraio 2021, l'evento di evento di perturbazione mareale (TDE) AT2019dsg è stato segnalato come candidato per una sorgente di neutrini e il TDE AT2019fdr come secondo candidato nel giugno 2022.[9] Nel novembre 2022, IceCube ha annunciato una forte evidenza di una fonte di neutrini emessa dal nucleo galattico attivo di Messier 77.[10] È la seconda rilevazione multi-messaggera da parte di IceCube dopo TXS 0506+056 e in assoluto la quarta rivelazione multi-messenger con neutrini (che includono la supernova SN1987A e i neutrini solari). Nel giugno 2023 IceCube ha identificato l'emissione diffusa di neutrini dal piano galattico al livello di significatività di 4,5σ[11].
IceCube può osservare le oscillazioni dei neutrini provenienti dagli sciami atmosferici di raggi cosmici, utilizzando soprattutto il sottoarray DeepCore. IceCube ha misurato l'angolo di mixing θ23 e Δm223 caratteristici delle oscillazioni dei neutrini atmosferici [12], e misurato l'apparizione di neutrini del tau [13]. IceCube ha inoltre effettuato ricerche di neutrini sterili[14]. Man mano che verranno raccolti più dati e le misurazioni di IceCube verranno ulteriormente perfezionate, potrebbe essere possibile osservare la caratteristica modifica del pattern di oscillazione a ~15 GeV che permette di determinare la gerarchia di massa dei neutrini.
Ulteriore sviluppo verso IceCube-Gen2
IceCube-Gen2 è progettato per espandere il volume di IceCube a 8 km3 [15]. A questo scopo sono previsti 120 ulteriori stringhe con 12.000 nuovi sensori ottici, che permetteranno un ampliamento del range energetico verso energie più elevate anche attraverso l'utilizzo ulteriori array radio. Si dovrebbe quindi raggiungere una sensibilità cinque volte maggiore e rendere possibile la rivelazione di circa 1 milione di neutrini all’anno. IceCube-Gen2 è in fase di progettazione ed approvazione, il suo completamento è previsto entro il 2032.
Bibliografia
- ^ a b c IceCube Collaboration*, Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector, in Science, vol. 342, n. 6161, 2013, DOI:10.1126/science.1242856.
- ^ R. Abbasi, et al, Calibration and characterization of the IceCube photomultiplier tube, in Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol. 618, n. 1-3, 2010, pp. 139–152, DOI:10.1016/j.nima.2010.03.102.
- ^ IceCube Collaboration, First Observation of PeV-Energy Neutrinos with IceCube, in Physical Review Letters, vol. 111, n. 2, 2013, pp. 021103, DOI:10.1103/PhysRevLett.111.021103.
- ^ IceCube Kollaboration "IceCube awarded the 2013 Breakthrough of the Year"
- ^ IceCube sees highest-energy neutrino ever found, Symmetry Magazine, 8. April 2015
- ^ Event view of highest energy neutrino detected by IceCube, Cern Courier, 25. September 2016
- ^ IceCube Collaboration, Neutrino emission from the direction of the blazar TXS 0506+056 prior to the IceCube-170922A alert, in Science, vol. 361, n. 6398, 2018, pp. 147–151, DOI:10.1126/science.aat2890.
- ^ The IceCube Collaboration, Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube, in Nature, vol. 591, n. 7849, 2021, pp. 220–224, DOI:10.1038/s41586-021-03256-1.
- ^ Simeon Reusch, et al, Candidate Tidal Disruption Event AT2019fdr Coincident with a High-Energy Neutrino, in Physical Review Letters, vol. 128, n. 22, 2022, DOI:10.1103/PhysRevLett.128.221101.
- ^ IceCube Collaboration*†, Evidence for neutrino emission from the nearby active galaxy NGC 1068, in Science, vol. 378, n. 6619, 2022, pp. 538–543, DOI:10.1126/science.abg3395.
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