Mainzer Wissenschaftlerteam gelingt Durchblick im diffusen Eis der Antarktis
Neu entdeckter optischer Effekt ermöglicht IceCube-Experiment Rückschlüsse auf Eiskristalleigenschaften
PRESSEMITTEILUNG DER ICECUBE KOLLABORATION
Seit 2010 sucht das IceCube-Neutrino-Observatorium am Südpol nach hochenergetischen Neutrinos aus dem Weltall. Das Experiment besteht aus 5.160 optischen Sensoren, den sogenannten digitalen optischen Modulen (DOMs), die bis zu 2,5 Kilometer tief in einem Kubikkilometer antarktischen Eises versenkt sind. Wenn ein Neutrino mit einem Molekül im Eis wechselwirkt, entsteht charakteristisches blaues Cherenkov-Licht. Dieses wandert durch das Eis und kann einige der DOMs erreichen, wo es nachgewiesen wird. Die Forschenden können dann die Energie und Richtung des Ursprungs-Neutrinos rekonstruieren; ein Prozess, der auf der Kenntnis der optischen Eigenschaften des Eises beruht.
Im Jahr 2013 meldete die IceCube-Kollaboration eine einzigartige Beobachtung, bei der die Helligkeit einer Lichtquelle im Eis von der Richtung des Lichts abhängt, aus der es beobachtet wird. Bislang haben Forscher versucht, diese sogenannte Anisotropie mit Variationen der durch Verunreinigungen verursachten Absorption und Streuung zu beschreiben – mit begrenztem Erfolg.
In einer aktuellen Studie, die bei der Zeitschrift The Cryosphere Discussions erschienen ist, berichtet die IceCube-Kollaboration erstmals über einen neuen optischen Effekt. Er ist das Ergebnis der doppelbrechenden Eigenschaften der länglichen Eiskristalle. Die neu gewonnenen Erkenntnisse flossen in ein neues, auf Doppelbrechung basierendes optisches Modell des Eises ein, welches die Interpretation der Lichtmuster, die sich aus den Teilchenwechselwirkungen im Eis ergeben, erheblich verbessert hat. Mehr erfahren…
