Podmořské oko do hlubin vesmíru

Zahajovací setkání projektu KM3NeT-INFRADEV2 financovaného EU, které proběhlo letos v březnu, představuje oficiální začátek nového kroku směrem k plné implementaci výzkumné infrastruktury KM3NeT. Tento tříletý projekt zahrnuje výzkumné ústavy, laboratoře a univerzity z Francie, Itálie, Německa, Řecka, Nizozemska a Španělska a má za cíl podpořit vytvoření právního subjektu, urychlit implementaci detektorů, rozvinout správu dat a otevřené vědecké postupy spolupráce. Díky evropskému financování bude konsorcium pokračovat ve vývoji a provozu neutrinové observatoře KM3NeT, která vzniká u pobřeží Sicílie. Systém, zařazený do seznamu vysoce prioritních projektů vybraných Evropským strategickým fórem pro výzkumné infrastruktury (ESFRI), zahrnuje mezinárodní spolupráci s asi 250 vědci z více než 50 vědeckých ústavů po celém světě. Teleskop budovaný v temném prostředí tříkilometrové mořské hlubiny je určen k detekci superenergetických neutrin a shromažďování informací o těchto tajemných částicích. Další setkání skupiny KM3NeT proběhnou začátkem června v italském Salernu a v polovině října v Paříži.

Tajemné neutriny
Neutrina, ačkoli je každou sekundu náš svět bombardován miliardami těchto částic, patří mezi nejobtížněji detekovatelné ve vesmíru. Důvodem je, že téměř neinteragují se svým okolím, což je ale činí pro vědce mimořádně cennými, protože na rozdíl od fotonů nebo částic světla nejsou tak rušena hmotou a elektromagnetickými poli, což znamená jejich minimální degradaci.
Proto se začal budovat neutrinový teleskop KM3NeT, výzkumná infrastruktura určená k detekci „nepolapitelných“ neutrin, která mohou pocházet ze supernov, splynutí nebo srážky hvězd, záblesků gama záření a dalších kosmických událostí. Vědcům tak mohou poskytnout cenné údaje. Hlubokomořské zařízení by tak mohlo dát o vesmíru paradoxně více informací než nejmodernější kosmické observatoře, jako je např. teleskop Jamese Webba (JWST).
Před dvěma roky byla úspěšně modernizována infrastruktura na mořském dně u pobřeží Sicílie. Byla do ní přidána nová spojovací skříň připojená elektrooptickým kabelem ke zrekonstruované pobřežní laboratoři INFN v Portopalo di Capo Passero, rozbočovač pro distribuci energie a přenos dat detekčních jednotek. První z těchto jednotek byla k novému spojovacímu boxu připojena v roce 2021 a v průběhu téhož roku dálkově ovládaným ponorným zařízením bylo postupně uvedeno do provozu celkem šest detekčních jednotek, které představují počáteční jádro kilometrového neutrinového dalekohledu KM3NeT/ARCA, jednotlivě připojených ke spojovací skříni a rozvinutých do své vertikální konfigurace. Teleskop ARCA ve Středozemním moři v hloubce 3500 m, asi 80 km od pobřeží Capo Passero na Sicílii, spolu se sesterským detektorem ORCA u pobřeží Toulonu ve Francii, umožní vědcům identifikovat astrofyzikální zdroje vysokoenergetických kosmických neutrin a studovat vlastnosti těchto nejpronikavějších a nejprchavějších ze známých elementárních částic. S teleskopem ARCA budou vědci KM3NeT hledat neutrina ze vzdálených astrofyzikálních zdrojů, ORCA je zase nástroj ke sledování neutrin generovaných v zemské atmosféře.

Neustálé zdokonalování
Díky detekčním jednotkám ORCA, které již odebírají data, má observatoř KM3NeT srovnatelnou citlivost jako její předchůdce, neutrinový dalekohled ANTARES. Nyní jsou na řadě další, takže zařízení se neustále zdokonaluje. Po dokončení bude detektor KM3NeT/ARCA tvořit pole více než dvou set detekčních jednotek. Každá z těchto několik set metrů vysokých struktur se skládá z 18 kulovitých modulů (detektorů) upevněných na vertikálně ukotvených lanech na mořském dně a vybavených ultracitlivými světelnými senzory. Výkonné pole tisíců optických senzorů pak umožní registrovat slabé záblesky z nabitých částic generované interakcemi neutrin v tmavé propasti Středozemního moře. Zařízení bude obsahovat i přístrojové vybavení pro vědy o Zemi a moři pro dlouhodobé a on-line monitorování hlubokomořského prostředí a mořského dna.

Vladimír Kaláb
Foto: KM3NeT

Publikováno: 20. 7. 2023 | Počet zobrazení: 115 29