رصدخانه آیس کیوب چیست؟ داستان کشف ذرات شبح وار در اعماق یخ های قطب جنوب (+اینفوگرافیک)

عصر ایران - در جنوبی ترین نقطه زمین، جایی که دمای هوا گاهی به ده ها درجه زیر صفر می رسد و لایه های ضخیم یخ بخش بزرگی از محیط را پوشانده اند، یکی از پیشرفته ترین ابزارهای مطالعه جهان پنهان شده است. رصدخانه نوترینویی آیس کیوب (IceCube Neutrino Observatory) مجموعه ای عظیم از حسگرهای نوری است که در عمق یخ های قطب جنوب نصب شده اند تا ذراتی به نام نوترینو را شناسایی کنند؛ ذراتی که می توانند از فاصله های کیهانی به زمین برسند و اطلاعاتی ارزشمند درباره سیاه چاله ها، کهکشان های دوردست و پرانرژی ترین پدیده های جهان در اختیار دانشمندان قرار دهند.

این رصدخانه نه به شکل تلسکوپ های متداول، بلکه با استفاده از یک کیلومتر مکعب یخ طبیعی کار می کند. اهمیت آن به اندازه ای است که فرانسیس هالزن، فیزیکدان و چهره اصلی شکل گیری این پروژه، در سال 2026 جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد؛ جایزه ای که به نقش تعیین کننده او در توسعه آیس کیوب و کشف نوترینوهای پرانرژی با منشا اخترفیزیکی تعلق گرفت.

آیس کیوب چیست و چرا در قطب جنوب ساخته شد؟

آیس کیوب یک رصدخانه نوترینویی است که در ایستگاه قطب جنوب آموندسن–اسکات (Amundsen–Scott South Pole Station) در جنوبگان قرار دارد. این مجموعه برای شناسایی نوترینوهای پرانرژی طراحی شده است؛ ذرات زیراتمی بسیار سبکی که بار الکتریکی ندارند و تنها به ندرت با ماده برهم کنش می کنند.

نوترینوها در واکنش های هسته ای خورشید، برهم کنش پرتوهای کیهانی با جو زمین و برخی از پرانرژی ترین فرایندهای کیهانی تولید می شوند. در محیط های بسیار خشن کیهان، از جمله اطراف سیاه چاله های فعال و در برخی فرایندهای مرتبط با ستاره های نوترونی، نیز می توان نوترینوهایی با انرژی بسیار بالا تولید کرد.

این ذرات گاهی «ذرات شبح وار» نامیده می شوند، زیرا در مقایسه با بسیاری از ذرات دیگر به راحتی از میان ماده عبور می کنند. شمار بسیار زیادی نوترینو در هر لحظه از بدن انسان و حتی کل زمین می گذرند، بی آنکه برخورد قابل توجهی با اتم های آن داشته باشند. …