מדענים בונים טלסקופי נייטרינו תת-מימיים בים התיכון

פריסת טלסקופ בחלל היא דבר אחד. לעשות שניים מהם עמוק מתחת לים זו משימה בליגה משלה.

על ספינה שמסתובבת בים התיכון, פיזיקאים - שאינם ידועים בדרך כלל ברגלי הים שלהם - אמיצים מסעות שבועיים ומים סוערים, עובדים מסביב לשעון כדי לפרוס את גלאי הטלסקופים.

הטלסקופים נועדו לזהות לא אור, אלא ניטרינו. החלקיקים התת-אטומיים הללו נפלטים באנרגיות גבוהות ממחוזות מסתוריים ובלתי מזוהים של החלל. אבל נייטרינו בעלי אנרגיה גבוהה כל כך נדירים, וכל כך חמקנים, שהגלאים שחוקרים אותם חייבים להיות עצומים. אז מדענים מציידים קילומטר מעוקב מהים התיכון במכשירים לאיסוף אור שנועדו לתפוס אותם.

"זה מוזר אם אתה חושב על זה. אנחנו רוצים לעשות אסטרונומיה, וכדי להסתכל על היקום אנחנו מציבים טלסקופ מתחת למים", אומרת הפיזיקאית סימון ביאג'י מהמכון הלאומי לפיזיקה גרעינית בקטאניה, איטליה.

טלסקופ ניוטרינו קילומטר מעוקב זה, או KM3NeT, מורכב משני טלסקופים המורכבים מכדורי זכוכית המסודרים על כבלים אנכיים. כל גדיל משתלשל במים כמו שרשרת פנינים שאורכה עד 700 מטר. כל כדור, כדור עמיד ללחץ ברוחב 44 סנטימטרים, מכיל 31 צינורות פוטו-מכפיל שחשים אור שנוצר כאשר ניטרינו מתרסקים לתוך מי הים.

התרשמות של אמן מציגה מבט תת מימי של יחידות הזיהוי של טלסקופ הנייטרינו.אדוארד ברבי/ניקף

החוקרים פורסים גלאים בקמפיין אחד של חודש מדי שנה. בסוף המערכה האחרונה, באוקטובר 2024, הטלסקופים התהדרו ב-57 גדילים. בסופו של דבר, מאות כבלים כאלה יתנדנדו בזרמים, כמה קילומטרים מתחת לפני השטח מול חופי סיציליה ודרום צרפת. "זה ממש כמו יער, יער תת-מימי בשחור מוחלט, כי אנחנו נמצאים בתהום", אומר הפיזיקאי אסטרו-חלקיקים דניאל ויבולו מאוניברסיטת קמפניה "לואיג'י ונוויטלי" באיטליה.

הטלסקופ הסיציליאני נועד לחקור ניטרינו בעלי אנרגיה גבוהה מהחלל. הצרפתי יחקור ניטרינו מהאטמוספירה כדי להבין איך הם מתנודדים, או(SN: 10/6/15). הרעיון דומה ל-מצפה ניוטרינו בקוטב הדרומי, שמחפש הבזקי אור בקרח, ולא במים (SN: 29/6/23). חוקרים כבר משתמשים בטלסקופים שהושלמו חלקית למדע, למשל על ידיחיפוש אחר השפעות של כוח הכבידה הקוונטיעל ניטרינו ומדידת תנודות נייטרינו.

KM3Net מזהה ניטרינו באמצעות כדורי זכוכית עמוסים בצינורות פוטו-מכפיל (עיגולי זהב).KM3NeT / באדיבות צילום ארן דה לאט

במהלך קמפיינים של פריסה, מדענים חייבים להיות בפסגה המוחלטת של המשחק שלהם. כל שנייה על הספינה עולה בערך $1, אומר ביאג'י. "אם אתה מפסיד שעה אחת בעשיית דברים מטופשים, יש לזה השפעה על העלות." עייפים משעות שינה מוזרות, אולי חולות ים, הם חייבים לקבל החלטות קריטיות אם משהו משתבש, בין אם זה עם המכשירים או מזג אוויר לא נוח.

מנוף על הספינה מוריד באיטיות כל גדיל, מכורבל בתוך מבנה שיגור ברוחב 2.5 מטר, אל קרקעית הים. רכב צולל המופעל מרחוק צולל למטה כדי ליצור חיבורים ולבדוק את הציוד. עם משיכה של ידית על ידי הצוללת, הגדיל מתחיל להתפרש. מצוף מרחף את הגדיל כלפי מעלה והמכשיר מסתובב כדי לשחרר את הכדורים, כמו פתח שרך.

בחזרה לחוף, חוקרים אחרים בודקים את ביצועי המכשיר. יש לטפל מיידית בכל בעיה. לאחר שתול גדיל ביער, אין התאמה של ברגים או התעסקות עם חיבורים. "זה כמו לשלוח משהו לירח", אומר ביאג'י. הכל חייב להיות תקין מלכתחילה. (נראה כי אנלוגיה אחת אינה מספיקה. הטלסקופ הוא כמו יער, ושרשרת פנינים, ועלי שרך, והירח.)

"בדרך כלל, פיזיקאים מוצאים דרכים יצירתיות לענות על שאלות מסובכות", אומר ביאג'י. המסע הזה הביא פיזיקאים למקומות מוזרים אחרים, כמו הקוטב הדרומי או עמוק מתחת לאדמה במכרות. החיים בים התיכון לא כל כך רעים בהשוואה. שקיעות וחופים יפים מגיעים עם הטריטוריה - ועל זה אין מה להתלונן.