Het effect van niet-lineaire golfpropagatie op de waarneming van kosmische neutrinos

Supermassieve zwarte gaten en botsende neutronensterren behoren tot de meest extreme en energetische objecten in het heelal. We kunnen ze bestuderen door de elementaire deeltjes waar te nemen die ze versnellen en de ruimte in slingeren. Sommige van die
deeltjes - de spookachtige neutrinos - kunnen diep in de Aarde doordringen. Wanneer ze op kilometers diepte in het Zuipoolijs een botsing ondergaan, zenden ze een korte maar krachtige radioflits uit. Netwerken van ingegraven antennes kunnen deze flitsen detecteren. Omdat neutrinos van de hoogste energiën uitermate zeldzaam zijn, moet zo'n netwerk een volume van 100 kubieke kilometers beslaan. Om de gevoeligheid en kwaliteit van een neutrino radio observatorium te optimaliseren, moet de voortplanting van de radiogolven door het ijs goed begrepen worden. Gegevens van een prototype station laten zien die voortplanting veel complexer is dan voorheen gedacht. De golven bewegen niet rechtlijning maar kunnen antennas bereiken via verschillende routes door lagen van ijs en sneeuw. Wij zullen deze exotische vormen van golfvoortplanting onderzoeken om de waarneemtechnieken te verbeteren van de volgende generatie neutrino observatoria. Daarmee zal ook de kans op eerste waarneming van kosmische neutrinos op extreem hoge energieën dichterbij komen.