Met een succesvolle operatie op volle zee is afgelopen week het Franse segment van de neutrinotelescoop KM3NeT verder uitgebreid naar 33 detectorlijnen.
In totaal werden vanaf een kraanschip vijf nieuwe lijnen met sensoren op de zeebodem geplaatst op 2,5 kilometer diepte, en aangesloten op een verbindingspunt voor data en power dat eerder in de zomer was geïnstalleerd. Vier toen al geplaatste lijnen zijn nu ook op het onderzeese netwerk naar Toulon aangesloten, plus een nieuw akoestisch baken voor afstandsbepalingen.
Het ORCA-segment van de telescoop, die spookdeeltjes uit de ruimte waarneemt en analyseert, komt hiermee op ongeveer een derde van de beoogde omvang. Nikhef is een belangrijke partner in het internationale KM3NeT-project; in Amsterdam worden veel van de detector-units geassembleerd.
Meteen meer data
Nikhef-onderzoeker en programmaleider voor neutrinofysica Dorothea Samtleben is blij met de nieuwe uitbreiding. “Nieuwe lijnen leveren onze mensen meteen al weer meer data om te bestuderen.”
De detector ziet nu al een paar neutrinogebeurtenissen per dag. Eerder dit jaar kwam KM3NeT wereldwijd in het nieuws met de ontdekking van het meest energierijke neutrino ooit.
Neutrino’s zijn ongeladen en vrijwel massaloze elementaire deeltjes die bij kernprocessen vrijkomen. Ze bewegen na hun ontstaan vrijwel ongehinderd door materie, en zijn daarom alleen met zeer grote detectorvolumes waar te nemen.
Lichtspoor
Heel soms treft een neutrino in het water een atoomkern, waardoor een elektrische geladen muon (zwaar type elektron) wordt losgemaakt dat vervolgens in het water een lichtspoor veroorzaakt.
KM3NeT bestaat uit honderden lijnen met lichtsensoren in glazen bollen, die de lichtsignalen oppikken. Uit de tijdverschillen tussen de signalen is het spoor van het muon, en dus het neutrino, te reconstrueren.
KM3NeT gaat uiteindelijk een kubieke kilometer donker diepzeewater in de gaten houden, op twee locaties. Dat zijn ORCA bij Toulon, voor neutrino’s bij lage energie, en het grotere ARCA bij Sicilië voor neutrino’s met hoge energie.
Massa-hiërarchie
KM3NeT is tegelijk een telescoop die probeert de bronnen in de kosmos te vinden van de neutrino’s die de aarde bereiken, en een meetinstrument, dat de eigenschappen van neutrino’s zelf meet. Een belangrijke openstaande vraag is hoe de kleine massa’s van de drie bekende types neutrino’s zich verhouden. Voor de deeltjestheorie is die zogeheten massa-hiërarchie cruciale input.
