86 kabels, 5.000 lichtsensoren, 2,5 kilometer diep: dit is de IceCube, de ijstelescoop waarmee Francis Halzen 'spookdeeltjes' ontdekte

In dit artikel:

De in Tienen geboren fysicus Francis Halzen krijgt de Nobelprijs voor Fysica voor zijn baanbrekende werk met de IceCube Neutrino Observatory op Antarctica. Die gigantische neutrinotelescoop bevindt zich tot 2,5 kilometer diep onder het Zuidpoolijs en werd tussen 2005 en 2010 gebouwd. Halzen, die sinds 1972 professor is aan de University of Wisconsin-Madison, bedacht het concept al in 1988 en leidde de wetenschappelijke ontwikkeling van het project.

IceCube bestaat uit 86 kabels met daaraan meetbollen, verspreid over ongeveer een kubieke kilometer ijs. De meer dan 5.000 lichtsensoren speuren naar kleine blauwe lichtflitsen die ontstaan wanneer een neutrino met een ijsdeeltje botst. Neutrino’s zijn vrijwel massaloze deeltjes die maar zeer zwak met materie reageren. Daardoor vliegen er voortdurend miljarden door de aarde en ons lichaam, maar zijn ze bijzonder moeilijk te detecteren. Het diepe Antarctische ijs is extreem zuiver en transparant, waardoor het licht van zo’n botsing relatief ver kan reizen.

Een eerste poging leidde in 2000 tot AMANDA, maar die detector was te klein om voldoende signalen uit het heelal op te vangen. IceCube werd vanaf 2005 geleidelijk uitgebreid en was vijf jaar later voltooid. In 2013 meldde Halzens team de eerste kosmische neutrino’s. Na jaren extra metingen was er voldoende zekerheid over de ontdekking. Tot de eerste 28 signalen behoorden ook twee uitzonderlijk energierijke deeltjes, die de bijnamen Bert en Ernie kregen.

Sinds 2019 werd het observatorium versterkt met vijf extra strengen en meer dan 600 verbeterde sensoren. Die uitbreiding werd dit jaar afgerond en maakt IceCube beter in het meten van de eigenschappen van neutrino’s. Een toekomstige IceCube-Gen2 zou tot acht keer krachtiger moeten worden. De huidige installatie registreert dagelijks ongeveer 200 neutrino’s, vooral deeltjes uit botsingen in de atmosfeer. Wetenschappers zoeken vooral naar hoogenergetische neutrino’s uit gewelddadige gebeurtenissen zoals grote ontploffingen, omdat die informatie kunnen geven over zwarte gaten, sterren en de werking van het heelal.

Volgens emeritus UGent-professor Dirk Ryckbosch is IceCube belangrijk omdat neutrino’s een nieuw venster op het universum openen. Door deze deeltjes te bestuderen, kunnen onderzoekers kosmische processen onderzoeken die met gewoon licht moeilijk zichtbaar zijn en krijgen ze een beter beeld van onze plaats in het heelal.