Chinesische Wissenschaftler haben 3.500 Meter unter dem Meeresspiegel ein Neutrino-Teleskop gebaut. Was können sie sehen?

Nachrichtenagentur Xinhua, Shanghai, 8. Januar (Reporter Dong Xue und Pan Xu) Wie verstehen die Menschen das Universum? Neben sichtbarem Licht gibt es auch mysteriöse Neutrinos. Sie reagieren kaum mit Materie und können aus dichten Himmelsumgebungen entkommen, was sie zu einem leistungsstarken Werkzeug für die Untersuchung des extremen Universums macht.

Xu Donglian, Tsung-Dao Lee-Stipendiat am Tsung-Dao Lee-Institut der Shanghai Jiao Tong University und leitender Wissenschaftler des Projekts, sagte, dass das Team ein superstarkes Neutrino-Teleskop namens Sea Bell auf dem Meeresboden baue, um hochenergetische Neutrinos einzufangen und so ungelöste Rätsel wie den Ursprung der kosmischen Strahlung zu lösen.

Akademiker Jing Yipeng, Projektleiter des Hailing-Teleskops, stellt das Projekt vor (Foto aufgenommen am 10. Oktober 2023). Foto: Xinhua News Agency-Reporter Liu Ying

Neutrinos sind subatomare Teilchen, deren Anzahl nach den Photonen am zweitgrößten ist. Ihre Entstehung wird oft mit extremen Ereignissen im Universum in Verbindung gebracht, etwa mit dem Urknall, Supernova-Explosionen, der Verschmelzung von Neutronensternen, Explosionen Schwarzer Löcher usw. Hochenergetische Neutrinos entstehen dabei hauptsächlich durch die Kollision kosmischer Strahlung mit Staub und Gas.

Xu Donglian stellte vor, dass das Hailing-Teleskop-Projekt Ende 2022 gestartet und voraussichtlich um 2030 abgeschlossen sein wird. Es befindet sich auf einer Tiefseeebene in etwa 3,5 Kilometern Tiefe nahe dem Äquator in den Gewässern meines Landes, hat einen Durchmesser von etwa 4 Kilometern und eine Fläche von etwa 12 Quadratkilometern. Es besteht aus 1.200 Kabeln und hat eine geplante Lebensdauer von 20 Jahren.

Konzeptzeichnung des Hailing-Projekts. Das Array ist in einer Penrose-Tessellationsgeometrie mit etwa 1.200 vertikalen Kabeln angeordnet, jedes mit etwa 20 optischen Modulen, die sich etwa 3.500 Meter unter dem Ozean befinden, mit einem Überwachungsvolumen von (4 x 4 x 0,5) Kubikkilometern

Bildquelle: Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University

Die Kabel sind so konzipiert, dass sie wie riesiger Seetang vertikal am Meeresboden verankert werden. Jedes Kabel ist etwa 700 Meter lang und hat einen Abstand von 70 bis 110 Metern. Jedes Kabel trägt etwa 20 kugelförmige Kabinen zur optischen Erkennung, die wie eine Glockenkette in der Tiefsee auf die Ankunft hochenergetischer Neutrinos warten.

Erwähnenswert ist, dass die Art und Weise, wie das Heling-Teleskop zum Universum „aufblickt“, einzigartig ist. Es „schaut nicht nach oben“, sondern „schaut nach unten“. „Das Hailing-Teleskop wird die gesamte Erde als Schutzschild nutzen, um hochenergetische Neutrinos einzufangen, die von der gegenüberliegenden Seite der Erde eindringen, und durch die Rotation der Erde eine 360-Grad-Erkennung des gesamten Himmels erreichen“, sagte Xu Donglian.

Das Team erwartet, dass es innerhalb eines Jahres nach Fertigstellung des Sea Bell-Teleskops in der Lage sein wird, eine stabile Neutrinoquelle in der Balkenspiralgalaxie NGC 1068 im Sternbild Walfisch zu entdecken und Neutrinoausbrüche ähnlich dem Flare-Körper TXS 0506+056 festzustellen. Das Schwarze Loch dieser aktiven Galaxie ist von einer großen Menge Staub bedeckt, und selbst hochenergetische Photonen können nicht entkommen, Neutrinos jedoch schon.

Jing Yipeng, Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Projektleiter des Heilongjiang-Teleskops, sagte, mein Land verfüge über ein System für Mehrbandteleskope, Weltraumgravitationswellen- und Niederenergie-Neutrino-Observatorien. Das Heilongjiang-Hochenergie-Neutrino-Teleskop wird eine wichtige Lücke im Multi-Messenger-Netzwerk der astronomischen Beobachtung meines Landes schließen und den Aufbau des Multi-Messenger-Netzwerks der astronomischen Beobachtung meines Landes fördern und verbessern.