Wanneer neutrino's botsen op watermoleculen in de meer dan miljard ton ijs waaruit de detector van het IceCube Neutrino Observatory op Antarctica bestaat, meer dan 5, 000 sensoren detecteren het licht van subatomaire deeltjes geproduceerd door de botsingen. Maar zoals men zou verwachten, deze grootschalige experimenten zijn niet goedkoop.

In een paper dat onlangs is aanvaard door Fysieke beoordelingsbrieven , een internationaal team van natuurkundigen van het SLAC National Accelerator Laboratory van het Department of Energy demonstreerde een goedkope manier om de zoektocht naar neutrino's van IceCube uit te breiden.

De onderzoekers richtten een elektronenstraal die werd afgeleid van SLAC's Linac Coherent Light Source (LCLS) in een groot blok plastic om neutrino's na te bootsen die botsen met ijs. Wanneer een neutrino interageert met ijs, het produceert een cascade van hoogenergetische deeltjes die een spoor van ionisatie achterlaten. Hetzelfde geldt voor elektronenbotsingen in het plastic.

Om die ionisatiesporen te detecteren, het team gebruikte een antenne om radiogolven van hen af ​​te kaatsen. Hierdoor ontstonden radarecho's die door extra antennes werden opgevangen. Het was de eerste keer dat onderzoekers radarecho's van een deeltjescascade konden detecteren.

Deze echo's bevatten informatie over neutrino's in een energiebereik dat de kloof zou kunnen overbruggen tussen de neutrino's met lagere energie die IceCube detecteert en de neutrino's met hogere energie die worden gedetecteerd door andere in-ijs en ballongebaseerde detectoren. Opvolgen, de onderzoekers hopen met een vergelijkbare opstelling neutrino's te detecteren met een radio-echo in Antarctisch ijs. Indien succesvol, de techniek zou onderzoekers uiteindelijk in staat kunnen stellen om het energiebereik van IceCube uit te breiden zonder de bank te breken.