ไอซ์คิวบ์เป็นการทดลองที่ไม่เหมือนใคร นั่นคือเป็นกล้องโทรทรรศน์ชนิดติดตั้งบนโลกที่ใช้น้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติกาเป็นตัวกลางในการตรวจวัด เครื่องตรวจวัดนี้อยู่ลึกลงไปภายในน้ำแข็งและครอบคลุมพื้นที่หนึ่งตารางกิโลเมตรใกล้กับสถานีขั้วโลกใต้อามุนด์เซน-สก็อตต์

เซ็นเซอร์มากกว่าห้าพันตัวที่เรียกว่า DOM ที่ฝังในน้ำแข็งหนึ่งลูกบาศก์กิโลเมตร กำลังมองหาสัญญาณของนิวทริโนที่มาจากนอกโลกที่ซึ่งรังสีคอสมิกถูกเร่งจนมีพลังงานสูงเป็นพิเศษ รังสีคอสมิกประกอบด้วยโปรตอนและนิวเคลียสพลังงานสูงเป็นหลัก แหล่งกำเนิดและธรรมชาติของพวกรังสีคอสมิกยังคงเป็นปริศนานับตั้งแต่ถูกค้นพบในปี 1912

อย่างไรก็ตาม นิวทริโนไม่ใช่อนุภาคชนิดเดียวที่ไอซ์คิวบ์ตรวจวัดได้ ในทุก ๆ วันไอซ์คิวบ์มีการตรวจวัดมิวออนนับล้านอนุภาคซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยอันตรกิริยาของรังสีคอสมิกกับชั้นบรรยากาศ มิวออนเป็นอนุภาคที่คล้ายกับอิเล็กตรอน แต่มีมวลมากกว่าประมาณ 200 เท่า นิวทริโนจำนวนมากก็ถูกสร้างขึ้นในอันตรกิริยาของรังสีคอสมิกในบรรยากาศเหล่านั้นเช่นกัน

ไอซ์คิวบ์มองเห็นอะไร?

• ในแต่ละวันไอซ์คิวบ์มีการตรวจพบเหตุการณ์ถึง 250 ล้านเหตุการณ์ แต่มีเพียงไม่กี่ร้อยเหตุการณ์เท่านั้นที่เป็นนิวทริโน
• นิวทริโนส่วนใหญ่ที่ตรวจวัดเป็นนิวทริโนที่ถูกสร้างขึ้นในชั้นบรรยากาศ และมีเพียงไม่กี่โหลต่อปีเท่านั้นที่เป็นนิวทริโนที่มีต้นกำเนิดนอกระบบสุริยะของเรา

วิดีโอ: เหตุใดนิวทริโนจึงมีความสำคัญ บทเรียนของ Ted-Ed

บทความ: วิทยาศาสตร์ไอซ์คิวบ์ http://student.societyforscience.org/article/icecube-science

วิดีโอ: หอสังเกตการณ์นิวทริโนไอซ์คิวบ์: ภาพรวมแบบเคลื่อนไหว

วิดีโอด้านบนนี้จัดทำโดย Casey O’Hara อาจารย์แห่ง PolarTREC ที่ทำงานร่วมกับทีม IceCube ระหว่าง 2009-2010 

ทำไมต้องนิวทริโน?

นิวทริโนเป็นอนุภาคขนาดเล็กที่สามารถเดินทางทะลุจักรวาล ข้ามกาแลคซี หรือแม้แต่ดวงดาว โดยไม่มีการเปลี่ยนทิศทางหรือความเร็ว นิวทริโนมีมวลน้อยมากและไร้ประจุ และไม่รับรู้กับแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม แต่มีอันตรกิริยากันผ่านแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน

นิวทริโนมีอยู่ทุกที่ พวกมันถูกสร้างขึ้นในช่วงแรกของการเกิดบิกแบง และถูกสร้างขึ้นในหรือใกล้กับวัตถุในจักรวาลที่ทรงพลัง เช่น หลุมดำ นิวทริโนเกิดได้ทั้งจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ให้พลังงานแก่ดวงอาทิตย์และจากอันตรกิริยาของรังสีคอสมิกในชั้นบรรยากาศของโลก

จักรวาลนั้นเต็มไปด้วยนิวทริโน โดยมีนิวทริโนมากกว่า 300 ตัวต่อลูกบาศก์เซนติเมตร พวกมันเป็นอนุภาคที่มีมากเป็นอันดับสองในจักรวาล โดยมีเพียงโฟตอนเท่านั้นที่พบได้ทั่วไปเช่นเดียวกัน นิวทริโนจากดวงอาทิตย์หลายพันล้านตัวเคลื่อนผ่านทุกมุมโลกในทุก ๆ วินาที และหลายล้านล้านนิวทริโนถูกสร้างขึ้นในทุก ๆ นาทีด้วยอันตรกิริยาของรังสีคอสมิกในชั้นบรรยากาศของโลก

นิวทริโนนั้นตรวจพบได้ยากมาก แม้ว่าจะมีอยู่มากมายและทุกหนทุกแห่ง เนื่องจากพวกมันมีขนาดเล็กและเป็นกลางซึ่งมีอันตรกิริยากับเพียงแค่แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อนเท่านั้น นั่นเป็นสาเหตุที่นักวิทยาศาสตร์มักเรียกพวกมันว่าอนุภาคผี

มีการศึกษานิวทริโนกันมานานกว่าหกสิบปี แต่ไอซ์คิวบ์ถูกสร้างขึ้นเพื่อเริ่มต้นยุคใหม่ทางดาราศาสตร์ด้วยนิวทริโน นิวทริโนพลังงานสูงมากที่มาจากนอกระบบสุริยะของเราคือผู้ส่งสารอวกาศในอุดมคติ พวกมันเป็นอนุภาคเดียวที่จะชี้ไปยังต้นกำเนิดของมันโดยตรง และสมบัติของพวกมันทำให้เราสามารถเจาะลึกกระบวนการทางกายภาพอันทรงพลังที่ได้สร้างและเติมเชื้อเพลิงให้กับปรากฎการณ์สุดขั้วของจักรวาลของเรา

ไอซ์คิวบ์สร้างเสร็จในเดือนธันวาคม ค.ศ. 2010 และได้ตรวจวัดนิวทริโนที่มีพลังมากที่สุดเท่าที่เคยตรวจวัดมา หลักฐานแรกของฟลักซ์ของนิวทริโนพลังงานสูงมากที่มาจากนอกโลกได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science เมื่อเดือนพฤศจิกายน 2013 และการค้นพบใหม่ๆ กำลังจะตามมาในอีกไม่ช้า!

บทความ: Cosmic Gall บทกวีเกี่ยวกับนิวทริโน โดย John Updike

http://www.symmetrymagazine.org/article/february-2011/deconstruction-cosmic-gall

บทความ: รู้จักนิวทริโนใน 60 วินาที

http://www.symmetrymagazine.org/article/april-2010/explain-it-in-60-seconds-neutrino

วิดีโอ: นิวทริโน: ผีแห่งธรรมชาติ