De twee nieuwe detectorlijnen die afgelopen weekend op 2,5 kilometer diepte in de Middellandse Zee bij Frankrijk zijn afgezonken, hebben hun eerste passerende deeltjes al gezien. In totaal reiken er nu 6 actieve lijnen met elk 18 detectorbollen vanaf de zeebodem een kilometer omhoog.
Na de plaatsingen verschenen maandag de eerste waarnemingen van passerende deeltjes al op de beeldschermen op het vasteland, tot vreugde van de onderzoekers. Plaatsing van nieuwe lijnen is altijd een grote onderneming. Alle factoren, maar vooral het weer, moeten meezitten. Bij golven hoger dan een meter kan er niet worden gewerkt.
Uiteindelijk moeten er in het KM3NeT project honderden lijnen op de zeebodem staan, om samen in een kubieke kilometer donker diepzeewater te speuren naar passerende neutrino’s uit de kosmos. Dat zijn spookdeeltjes die vrijwel geen interactie hebben met gewone materie. Om er nu en dan een te zien langskomen, is een groot volume materie (in dit geval water) nodig.
Elke lijn bestaat uit een anker met aansluitingen op het datanetwerk, en een lijn van ongeveer een kilometer met daaraan op regelmatige afstanden 18 detectorbollen. Deze DOMs zijn gevoelig voor lichtsignalen uit alle richtingen, die ontstaan als een neutrino een kerndeeltje in het water raakt.
Door combinatie van de signalen in verschillende DOMs en lijnen kan het spoor van een passerend neutrino worden gereconstrueerd. KM3NeT wordt de grootste neutrinodetector van zijn soort op het noordelijk halfrond.
De twee nieuwe KM3NeT-lijnen zijn dit weekend met een speciaal kraanschip naar het diepzeedeel uit de kust van Toulon gebracht. De lijnen met de DOMs zitten voor het afzinken gewikkeld op een metergrote spoel, de LOM.
Eenmaal beneden koppelt een onbemande duikboot de lijn aan het netwerk. Daarna wordt de LOM losgelaten zodat die de lijn bij de opwaartse beweging geleidelijk afrolt. Uiteindelijk wordt de gebruikte LOM weer door het kraanschip opgepikt en meegenomen naar de haven voor hergebruik.
Vrijdag en zaterdag werd de vijfde lijn volgens plan afgezonken naar 2,5 kilometer diepte, maar waren er eerst complicaties met de onderzeeboot die de aansluiting moest maken. Uiteindelijk lukte dat wel. Bij de tweede lijn ging het afzinken voorspoediger.
Na de plaatsing van de twee nieuwe lijnen slaagde de duikboot er ook in om een derde LOM-spoel op te pikken. Die was bij een eerdere plaatsing in een lijn onderwater blijven steken. KM3NeT beschikt over drie LOMs. Het terughalen van de derde spoel is cruciaal voor de voortgang van de plaatsingen van nieuwe lijnen.
Nationaal instituut voor subatomaire fysica Nikhef is nauw betrokken bij de bouw van het nieuwe KM3NeT-instrument en de analyses van de meetgegevens. Op het instituut in Amsterdam worden honderden glazen sensorbollen geconstrueerd, de zogeheten DOMs (digital optical modules). Ook is daar de spoel ontworpen waarmee de detectorlijnen vanaf een schip opgerold worden afgezonken, waarna die vanzelf verticaal omhoog afrollen.
In Amsterdam wordt momenteel een nieuwe hal ingericht voor de komende serieproductie van KM3NeT-lijnen. Volgens de huidige planning komen er dit jaar nog zeven nieuwe lijnen bij in het Franse deel van KM3NeT.
