تجربة مكعب الثلج: الفرق بين النسختين

تم إضافة 57 بايت ، ‏ قبل 5 سنوات
ط
ط (بوت: إضافة {{تصنيف كومنز|IceCube Neutrino Observatory}})
{{Coord|89|59|24|S|63|27|11|W|region:AQ|display=title}}
[[ملف:IceCube drill camp 2009.jpg|thumb |left| 490px| محطة الحفر لتجربة مكعب الثلج بالمحيط المتجمد الجنوبي في ديسمبر 2009]]
[[ملف:Icecube-architecture-diagram2009.PNG|370px| thumb| left| مكعب الثلج : والآبار لتوزيع العدادات .]]
 
'''تجربة مكعب الثلج ''' ([الإنجليزية:IceCube experiment ) أو '''تجربة مكعب الثلج لعد النيوترينوات '''هي تجربة ضخمة لعد [[نيوترينو|النيوترينوات]] في الثلج الشفاف في القطب الجنوبي ، وذلك يتم بتسجيل الوميض الناتج من تفاعل النيوترينوات مع جزيئات الثلج بواسطة [[عداد وميضي|عدادات وميضية]] موزعة في الطبقة الجليدية . يبلغ حجم مكعب الثلج الشفاف المختار 1 كيلومتر مكعب . ينتج عن تفاعل النيوترينوات العالية الطاقة بجزيئات الثلج [[إلكترونات]] و [[ميون|ميونات]]ات و [[تاوون |تاوونات]]ات ، ويمكن رصدها بواسطة [[ صمام تضخيم ضوئي|صمامات تضخيم ضوئي]] حساسة للغاية.
 
ويأمل الباحثاون وعلى رأسهم "فرانسيس هالزن" و "كريستيان سبيرينج" الحصول على معلومات من تلك التجربة عن مصادر [[الأشعة الكونية]] وماهيتها ومعلومات عن النيوترينوات التي تنتج منها .
 
== الغرض ==
 
الطريقة المطبقة في هذه التجربة مماثلة لعداد الميون والنيوترينو بالقارة القطبية الجنوبية المسماة [[تلسكوب أماندا ]] التي تجمع نتائج منذ 1997 . وقد قام العلماء بإنهاء عمل تلك التجربة كما كان مخطط لها في 11 مايو 2009 . ونظرا لنجاح التجربة وحصول العلماء على نتائج مشجعة فقد تقرر تخصيص مبالغ مالية لإجراء تجربة تلسكوب مكعب الثلج أيضا في المحيط المتجمد الجنوبي ، بتصميم جديد. فقد تم بناء مكعب ثلج خلال ستة سنوات بحفر آبار في منطقة متميزة بصفاء وشفافية الثلج فيها ، وتزويدها بعدادت تقيس النيوترينو . وتم بناء مكعب الثلج في 18 ديسمبر 2010 .هذه العدادات تستخدم [[صمام تضخيم ضوئي|صمامات تضخيم ضوئي]] لعد [[نيوترينو|النيوترينوات]].
 
== الخلفية التقنية ==
[[ملف:Neutriino detektor.jpg|thumb |left |200px|hochkant|عداد ضوئي رقمي DOM ، يستخدم [[صمام تضخيم ضوئي ]] ، مقاس 25 سنتيمتر من نوع "هاماموتسو فوتونيكس"]]
 
يشمل تلسكوب مكعب الثلج 86 كابل تحمل 5160 عدادا وميضيا ، تسجل أومضة ناشئة عن تفاعل ميونات أو إلكترونات أو تاوونات ([[جسيم أولي|جسيمات أولية]]) مع جزيئات الثلج . ثم تقوم تلك المكشافات الضوئية الحساسة بتكبير النبضات الكهربائية الناشئة ، ثم ترقيمها digitalisiering ، وارسالها إلى المحطة العلمية أموندسن-سكوت بالقطب الجنوبي . وقد استغلت التجربة 677 من وحدات القياس الحساسة التي كانت تعمل في تلسكوب أماندا.
 
ادليت الكابلات وموصول بها العدادات الضوئية الحساسة في أبار حفرت في مكعب الثلج بواسطة
الماء الساخن ، ثم تلى تجميد الماء . وزعت العدادات على أعماق 1450 و 2450 في الثلج . عملت تلك الأعماق على ازالة أي فقاقيع هوائية بسبب الضغط العالي تحت الثلث حتى لا تصبح تلك الفقاقيع عائقا على شفافية الثلج .
 
== تحليل القياسات ==
 
يصلح لتحديد اتجاه النيوترينوات عند تصادمها بجزيئات الثلج قياس [[ميون|الميونات]] الناشئة عن الاصتدام . ويحدث اصتدام نيوترينو الميون Myon-Neutrino مع جزيء الثلج نادرا جدا وينتج عن ذلك انقسام النواة الذرية وتحول النيوترينو إلى ميون . ويكمل الميون خط سير النيوترينو منتجا مخروطا من الضوء الأزرق ، تلك الظاهرة تسمى [[إشعاع شيرنكوف]] . وتقوم [[صمام تضخيم ضوئي|الصمامات تضخيم ضوئي]] الموجودة في عدادا "هاماموتسو فوتونيكس" Hamamatsu Photonics بتكبير الضوء الناشيء إلى نبضة كهربائية نحو 100 مليون مرة .<ref>Rickard Ström: [http://www.physics.uu.se/en/hep/icecube/icecube_explained ''IceCube Explained.''] Department of Physics and Astronomy, Uppsala Universitet, 13. Dezember 2011, abgerufen am 30. Juni 2013.</ref> وعن طريق تسجيل زمن وصول الضوء إلى العدادات المختلفة يمكن للحاسوب حساب الاتجاه الاصلي للنيوترينو الذي أحدث الضوء.
 
<ref>Rickard Ström: [http://www.physics.uu.se/en/hep/icecube/icecube_explained ''IceCube Explained.''] Department of Physics and Astronomy, Uppsala Universitet, 13. Dezember 2011, abgerufen am 30. Juni 2013.</ref> وعن طريق تسجيل زمن وصول الضوء إلى العدادات المختلفة يمكن للحاسوب حساب الاتجاه الاصلي للنيوترينو الذي أحدث الضوء.
يمكن لتلسكوب النيوترينو في مكعب الثلج اكتشاف حدوث [[مستعر أعظم|مستعرات عظمى]] (تنتج نيوترينوات) ويمكنه كذلك اكتشاف [[مادة مظلمة]]. كما أن [[انفجار أشعة غاما|انفجارات أشعة جاما]] التي تحدث في بعض النجوم أو [[أشعة جاما ]] الصادرة من [[ثقب أسود|ثقوب سوداء]] في قلوب [[مجرة حلزونية|مجرات حلزونية]] يمكن للتلسكوب قياسها
ورصدها .ويتبين من ذلك الارتباط والتعاون الوثيق بين فيزياء الطاقة العالية وعلم الفلك في محاولات للكشف عن أسرار الطبيعة .
يمكن لتلسكوب النيوترينو في مكعب الثلج اكتشاف حدوث [[مستعر أعظم|مستعرات عظمى]] (تنتج نيوترينوات) ويمكنه كذلك اكتشاف [[مادة مظلمة]]. كما أن [[انفجار أشعة غاما|انفجارات أشعة جاما]] التي تحدث في بعض النجوم أو [[أشعة جاما ]] الصادرة من [[ثقب أسود|ثقوب سوداء]] في قلوب [[مجرة حلزونية|مجرات حلزونية]] يمكن للتلسكوب قياسها
ورصدها .ويتبين من ذلك الارتباط والتعاون الوثيق بين فيزياء الطاقة العالية وعلم الفلك في محاولات للكشف عن أسرار الطبيعة .
 
== التعاون العلمي والتمويل ==
 
تبلغ تكلفة عداد النيوترينو نحو 295 مليون دولار أمريكي دفعت معظمها المؤسسة الوطنية الخيرية للعلوم NSF بالولايات المتحدة ، وقامت بتطويره وبنائه جامعة وسكونسين ب[[ماديسون]] بالتعاون مع [[ديزي]] DESY (سيكلوترون الإلكترونات الألماني) بمدينة "تسويتن" بالقرب من [[برلين]] . كما تشترك عدة جامعات في التمويل من ضمنها جامعات ومعاهد علمية من [[السويد]] و [[بلجيكا]] و [[ألمانيا]] ، و [[المملكة المتحدة ]] و [[هولندا]].
 
== المصادر ==
{{مراجع}}
 
== اقرأ أيضا ==
* [[مشكلة نيوترينو الشمس]]
* [[عداد نيوترينو]]
{{تصنيف كومنز|IceCube Neutrino Observatory}}
 
[[تصنيف:العلم والتكنولوجيا في القارة القطبية الجنوبية]]
[[تصنيف:فيزياء]]
[[تصنيف:تجارب الجسيمات]]
[[تصنيف:فيزياء]]
[[تصنيف:فيزياء الطاقة العالية]]
2٬108٬277

تعديل