Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Neutrino’s zoeken op de bodem van de Middellandse Zee

Met sensoren op de zeebodem speuren Leidse natuurkundigen naar Neutrino’s om inzicht te krijgen in de werking van deeltjesversnellers. Dat doen zij binnen twee internationale samenwerkingsverbanden; Antares en KM3NeT. Begin mei zijn de eerste sensoren succesvol geïnstalleerd. Dat blijkt uit het licht van Muonen dat is gedetecteerd. Dit resultaat werd op 20 mei 2014 gepresenteerd tijdens de Antares Expert Meeting in Leiden.

Het ontwerp van de bollen met sensoren is ontwikkeld in Nederland door het Nationaal Instituut voor subatomaire fysica (Nikhef)

Telescoop van een kubieke kilometer groot

Antares speurt al sinds 2007 naar Neutrino’s uit de kosmos met een telescoop die staat op de bodem van de Middellandse Zee voor de Franse kust bij Toulon. KM3NeT werkt aan een veel grotere neutrino telescoop met een volume van een kubieke kilometer, vandaar de naam KM3 Neutrino Telescoop.

KM3NeT als het volledig geinstalleerd is.

Glazen bollen op de zeebodem

Het prototype bestaat uit een lijn met drie glazen bollen, afgezonken tot 3500 meter diep in zee, 100 kilometer uit de kust van Portopalo di Capo Passero in Italië. Met behulp van een speciaal apparaat dat door het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) is gemaakt, worden in totaal 12000 van zulke glazen bollen verankerd voor de kust van Frankrijk, Italië en Griekenland.

Lichtsensor op kwantum niveau

De glazen bollen hebben een diameter van 43 centimeter en zijn uitgerust met 31 supersnelle sensoren die licht kunnen detecteren op kwantum niveau. Ze bevatten elektronica om de signalen te digitaliseren en apparatuur om data naar het vaste land te sturen. Het ontwerp is ontwikkeld in Nederland door het Nationaal instituut voor subatomaire fysica (Nikhef).

Neutrino’s

Neutrino’s zijn subatomaire deeltjes die ontstaan in supernova’s. Ze hebben geen elektrische lading en schieten met de snelheid van het licht overal doorheen. Sinds kort weet men bijna zeker dat Neutrino’s wél gewicht hebben en mogelijk ‘donkere materie’ vormen in de ruimte. Neutrino’s staan erom bekend dat ze moeilijk gedetecteerd kunnen worden. Daar staat tegenover dat een ontdekking van een neutrinobron inzicht geeft in het ontstaan van het heelal, zwarte gaten en supernova’s. Tot nu toe onbereikbaar terrein voor wetenschappers en waar onderzoek naar wordt gedaan met astrofysische deeltjesversnellers.

Muonen

Als Neutrino’s onze dampkring bereiken kunnen ze frontaal botsen op waterstofdeeltjes en transformeren in Muonen. In donkere ruimtes, bijvoorbeeld op de bodem van de Middellandse Zee, stralen Muonen blauw licht uit. Muonen bewegen met vrijwel de snelheid van het licht. Het feit dat Muonen door KM3Net zijn gedetecteerd, geeft aan dat ook neutrinobronnen gedetecteerd kunnen worden met deze sensoren.

Internationale samenwerking

In totaal zijn er zo’n 240 mensen uit 40 verschillende Europese instituten betrokken bij deze twee projecten. In Nederland doen het Nikhef, de Universiteit van Amsterdam, de Universiteit Leiden, de Universiteit Utrecht, het Kern Versneller Instituut in Groningen en het NIOZ mee.

Links