O vizită la Polul Sud este experiența cea mai similară unei călătorii pe altă planetă. Dacă te îndepărtezi câteva sute de metri de clădirile care compun stația de cercetare a National Science Foundation, tot ce vezi este o întindere vastă de zăpadă și gheață, aproape complet lipsită de vietăți mai mari decât microbii, pe sute de kilometri. Pe un fundal compus doar din zăpadă și gheață, liniștea este foarte stranie. E ușor să te pierzi în reverii, contemplând peisajul dezolant. Dar apoi îți aduci aminte că ești aici pentru un motiv: ca să lucrezi la probabil cel mai ciudat telescop din lume, căutând unele dintre cele mai misterioase particule subatomice – neutrinii.
http://i1.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/1-stanga-sus-icl_moonlight-1058895468.png?resize=300%2C179 300w, http://i1.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/1... 587w" sizes="(max-width: 400px) 100vw, 400px" data-recalc-dims="1" />În fiecare secundă, peste 10.000 de particule de mare energie – protoni și neutroni – lovesc fiecare metru pătrat al atmosferei Pământului. Unele dintre ele au de peste un milion de ori mai multă energie decât protonii din cel mai puternic accelerator de particule din lume, Large Hadron Collider al CERN. Din fericire, atmosfera noastră absoarbe aproape toate aceste particule, însă câteva dintre ele reușesc să ajungă la suprafață și trec prin corpul nostru în fiecare secundă – din acest motiv echipajele de pe avioanele care fac curse intercontinentale sunt încadrate în categoria de risc de radiație.
Cercetătorii au descoperit aceste particule, botezate raze cosmice, cu peste un secol în urmă, înaintea teoriei relativității generale a lui Einstein ori a modelului de mecanică cuantică a atomului, a lui Bohr. Dar și în prezent, în ciuda unei jumătăți de duzină de premii Nobel acordate pentru studii despre razele cosmice, nu suntem foarte siguri de unde vin aceste particule. Câmpurile magnetice din univers afectează traiectoria razelor cosmice în drumul lor către Pământ, așa că direcția din care vin spre noi nu ne spune unde au fost produse la origine.
Neutrinii sunt indicii ale originii razelor cosmice
http://i1.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/Screen-Shot-2016-08-16-at-01.15.39.png?resize=300%2C255 300w, http://i1.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/S... 412w" sizes="(max-width: 400px) 100vw, 400px" data-recalc-dims="1" />Eu fac parte dintr-o echipă internațională de oameni de știință care a construit un tip neobișnuit de telescop cu care căutăm sursele razelor cosmice. Cum razele cosmice nu ne arată singure sursele lor, ne uităm în schimb la neutrini, un tip de particulă subatomică care ar trebui să fie produsă ca rezultat al accelerării razelor cosmice, de fiecare dată când aceasta are loc. (Același proces se petrece atunci când razele cosmice lovesc atmosfera planetei noastre; acești neutrini „atmosferici” au fost folosiți pentru a descoperi oscilațiile neutrinice într-unul unul dintre cele două experimente care au primit Premiul Nobel în Fizică în 2015.)
Neutrinii sunt foarte ciudați – au fost botezați particule fantomatice. Interacționează foarte rar cu restul materiei, așa că pentru a-i vedea ai nevoie de un detector foarte mare. Telescopul nostru se numește IceCube (în traducere, „cubul de gheață”), deoarece folosim un kilometru cubic – un miliard de tone – de gheață antarctică pentru a prinde neutrini.
http://i2.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/Screen-Shot-2016-08-16-at-00.44.46.png?resize=197%2C300 197w, http://i2.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/S... 230w" sizes="(max-width: 400px) 100vw, 400px" data-recalc-dims="1" />Majoritatea neutrinilor trec invizibili prin IceCube, dar, întâmplător, câțiva dintre ei se lovesc de un proton ori de un neutron din gheață, eliberând o ploaie de particule relativiste pe care le putem vedea. Măsurând numărul și direcția acestor particule vizibile, putem determina direcția de unde a venit neutrinul original, energia lui și tipul de „aromă”. Observație după observație, alcătuim o imagine a cerului formată din neutrini, în loc de lumină.
Antarctica nu pare cel mai evident loc pentru a construi un astfel de telescop, dar este de fapt cel mai accesibil și ieftin loc pentru așa ceva. SUA mențin o bază științifică la Polul Sud, care găzduiește mai multe experimente, alături de IceCube. Cel mai important pentru noi, baza de la Polul Sud stă pe aproape trei kilometri de gheață – una dintre cele mai pure și curate din lume – o țintă perfectă pentru neutrini.
Bună pentru știință, dură cu oamenii
Dar „cel mai ușor” nu este același lucru cu „ușor” – Polul Sud este un loc foarte dificil în care să lucrezi. Călătoria către pol, din SUA, durează o săptămână sau chiar mai mult. Ultima parte a călătoriei este făcută cu un avion de transport C-130 echipat cu schiuri, operat de Air National Guard, care aterizează pe o pistă făcută din zăpadă tasată. Aceste avioane pot ajunge la Pol numai patru luni pe an: în mijlocul verii antarctice (în luna ianuarie, în emisfera sudică), temperatura medie este de -26 de grade Celsius, dar în martie temperaturile scad deja până la -45 de grade Celsius, prea frig pentru motorul avionului C-130.
http://i0.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/Screen-Shot-2016-08-16-at-00.43.36.png?resize=300%2C126 300w, http://i0.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/S... 768w, http://i0.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/S... 700w" sizes="(max-width: 711px) 100vw, 711px" data-recalc-dims="1" />Așa că ne înghesuim munca în acele câteva luni de vară, apoi predăm telescopul IceCube unei echipe de doi cercetători care iernează la Pol. Cei doi „winter-overs” ai noștri fac parte dintr-o echipă de 45 de oameni care rămân la Polul Sud pentru restul anului, izolați de restul lumii timp de opt luni, cu excepția comunicațiilor prin internet și radio. Vara, populația bazei se mărește la aproape 150 de oameni.
http://i2.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/Screen-Shot-2016-08-16-at-00.43.07.png?w=478 478w" sizes="(max-width: 300px) 100vw, 300px" data-recalc-dims="1" />Polul Sud este un deșert la mare altitudine, deci aerul este rarefiat și foarte, foarte uscat. Dar frigul nu este cea mai dură parte a muncii la Polul Sud – cel puțin vara. Pentru mine, cel mai ciudat lucru este lumina constantă. La Polul Sud, soarele stă pe cer timp de șase luni, fără a coborî linia orizontului, până când apune în cele din urmă la echinocțiul de toamnă.
http://i0.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/Screen-Shot-2016-08-16-at-00.43.59.png?resize=195%2C300 195w, http://i0.wp.com/exploratorimoderni.ro/wp-content/uploads/2016/08/S... 228w" sizes="(max-width: 300px) 100vw, 300px" data-recalc-dims="1" />Apoi, echipa de iarnă se confruntă cu șase luni de întuneric, până la răsăritul din primăvară. Iar asta îți devastează ritmurile circadiene: te trezești la ora 3:00 fără să știi dacă este A.M ori P.M., dacă ai dormit timp de patru ore ori 16.
În ciuda faptului că este unul dintre cele mai izolate locuri de pe Pământ, baza devine foarte aglomerată vara. Ai nevoie să arzi mult combustibil scump pentru a încălzi clădirile, așa că spațiul este foarte valoros iar majoritatea dintre noi lucrează la interior. Ai nevoie de combustibil și pentru a topi apă, așa că dușurile sunt raționalizate la două minute, de două ori pe săptămână, contribuind la atmosfera unică de lucru de la Polul Sud.
Autor: Thomas Kitching, profesor de astrofizică la University College London (UCL) și manager în misiunea Euclid. Articol preluat de pe TheConversation.com.
Pentru a putea adăuga comentarii trebuie să fii membru al altmarius !
Alătură-te reţelei altmarius