Neutrino astronomie met IceCube en zijn Deep Core uitbreiding

Met IceCube, het grootste neutrino observatorium ter wereld, is een wereldwijde zoektocht ingezet naar hoge-energie neutrino's afkomstig van kosmische fenomenen. Neutrino's zijn bijzondere astronomische boodschappers; zij zijn de enige die informatie kunnen overbrengen van de kosmische verschijnselen aan de rand van het Universum naar de aarde.



Eén van de kernproblemen betreffende de geweldigste kosmische fenomenen, zoals Gamma Ray Bursts en Actieve Galactische Nucleï, is de identificatie van een hadronische component in de emissie. Gamma-straal observaties geven geen eenduidige conclusies, maar de detectie van geassocieerde neutrino emissie zou eenduidig wijzen op een hadronische component. Bovendien reflecteert de observatie van een tijdsverschil tussen de elektromagnetische en de neutrino burst verschillende productie- en versnellingsmechanismen, wat inzicht schept in de fysische processen onderliggend aan deze gebeurtenissen.



De combinatie van IceCube gegevens met elektromagnetische observaties opent voor het eerst in de geschiedenis de mogelijkheid om beide aspecten simultaan te bestuderen. Nu de GLAST satelliet operationeel is en IceCube reeds goed gevorderd is, is de tijd rijp om onderzoek in deze richting te starten. Daar waar GLAST de elektromagnetische informatie zal verschaffen, zullen IceCube en zijn Deep Core uitbreiding ons toelaten de zoektocht naar gerelateerde neutrino activiteit uit te voeren met ongekende gevoeligheid. Deep Core is een dicht rooster sensoren geplaatst op de grootst mogelijke diepte in het Antarctisch ijs, volledig omgeven door de standaard IceCube sensoren die als veto gebruikt kunnen worden. Deze unieke eigenschappen van Deep Core leveren een omgeving met zeer lage achtergrond en laten toe het energiebereik van IceCube naar beneden uit te breiden tot 20 GeV, wat resulteert in een significante verhoging van de gevoeligheid en een uitbreiding tot een 4? ruimtehoekbereik, inclusief de Zuidelijke hemel. Bijgevolg zal de Deep Core uitbreiding van IceCube ons toelaten bronnen in onze Melkweg te bestuderen, inclusief het massief zwart gat in het centrum ervan.