Benenne das Neutrino!

Ist Bennen das Neutrino auch in anderen Sprachen verfügbar?

Ja! Mit der Hilfe von IceCubern und Zooniverse Helfern aus der ganzen Welt haben wir Übersetzungen für Niederländisch, Französisch, Deutsch, Italienisch und Spanisch erstellt. Selbstverständlich ist das Projekt im Originalen Englisch verfügbar.

Was ist IceCube?

IceCube ist ein Teleskop und ein Teilchendetektor, der einen Kubikkilometer Eis in der Nähe des Südpols umfasst und Neutrinos und andere subatomare Teilchen untersucht, die im Weltraum entstehen.

Warum befindet sich IceCube am Südpol?

Der Nachweis von Neutrinos mit sehr hoher Energie erfordert ein riesiges, klares und dunkles Medium. Das antarktische Eis ist nicht nur unberührt und stabil, sondern auch eines der besten Materialien für Neutrinodetektoren, die die Natur bieten kann. Dank der hervorragenden Eiseigenschaften kann das von subatomaren Teilchen erzeugte schwache Licht Sensoren erreichen, die bis zu Hunderte von Metern entfernt sind.

Warum wird meine Hilfe benötigt?

IceCube ist ein Instrument für Entdeckung in der Astrophysik und der hochpräzisen Teilchenphysik. Die Lichtmuster, die von hochenergetischen Teilchen erzeugt werden, die in oder in der Nähe von IceCube wechselwirken, kodieren Informationen, die von Computern verarbeitet werden können. Das menschliche Auge ist jedoch sehr gut darin, Muster zu erkennen und, was vielleicht noch wichtiger ist, ein unerwartetes Muster zu identifizieren. Deshalb möchten wir Signale testen, die zuvor von einem Algorithmus für maschinelles Lernen klassifiziert wurden, und vergleichen, wie das menschliche Auge sie klassifizieren würde. Indem wir Freiwillige bitten, sich einige unserer Daten anzusehen, hoffen wir, unsere Algorithmen weiter testen zu können. Wer weiß, vielleicht findest du ja seltsame Lichtmuster, die uns helfen könnten, mehr über IceCube und das Universum als Ganzes zu erfahren.

Was ist ein Signal oder Ereignis?

PhysikerInnen bezeichnen eine von den IceCube-Sensoren aufgezeichnete Wechselwirkung als ein Ereignis oder Signal. Diese Wechselwirkungen finden jedoch ständig statt, manchmal so dicht beieinander, dass es schwer zu entscheiden ist, wann man mit der Aufzeichnung beginnt und wann sie aufhört, oder es kann sein, dass mehrere Teilchen gleichzeitig wechselwirken. Die IceCuber, wie die IceCube-MitarbeiterInnen genannt werden, zeichnen jedes Mal ein Ereignis auf, wenn acht benachbarte Sensoren innerhalb eines Zeitraums von fünf Mikrosekunden Lichtwerte erhalten. Jeden Tag werden rund 250 Millionen Ereignisse aufgezeichnet, etwa 2600 pro Sekunde! Darunter befinden sich einige hundert Ereignisse, die von Neutrinos verursacht werden. Und ein winziger Teil davon sind Neutrinos, die direkt aus dem extremen und weit entfernten Universum kommen.

Was sind Neutrinos?

Neutrinos sind fundamentale Teilchen (sie haben keine inneren Struktur wie z. B. Atome, die aus Elektronen, Protonen und Neutronen bestehen), mit sehr geringer Masse und ohne elektrische Ladung. Zusätzlich zur Gravitationskraft interagieren Neutrinos schwach, aber sie spüren nicht die starke Kernkraft, die die Teilchen im Atomkern zusammenhält, und sie interagieren auch nicht elektromagnetisch. Aus diesem Grund können Neutrinos, obwohl sie das zweithäufigste bekannte Teilchen im Universum sind, nur indirekt untersucht werden. In IceCube weisen wir Neutrinos durch das blaue Licht nach, das von hochenergetischen, elektrisch geladenen Teilchen abgegeben wird, die entstehen, wenn ein Neutrino auf den Kern (und bei sehr hohen Energien auf ein Elektron) eines Atoms trifft und andere Teilchen, wie ein Myon oder ein Elektron, erzeugt. Es gibt drei bekannte Arten von Neutrinos: Myon-Neutrinos, Elektron-Neutrinos und Tauon-Neutrinos.

Was ist kosmische Strahlung?

Kosmische Strahlung sind hochenergetische geladene Teilchen, die ihren Ursprung im Weltraum haben und sich fast mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen. Die meisten von ihnen sind Atomkerne, vor allem Protonen, aber sie enthalten auch Elektronen, Positronen und andere subatomare Teilchen. Wenn diese Teilchen in die Atmosphäre eintreten, treten sie in Wechselwirkung und erzeugen einen Schauer von Sekundärteilchen in der Luft, von denen einige die Erdoberfläche erreichen, darunter Myonen und Neutrinos, die es bis zu IceCube schaffen. Über den Ursprung und die Eigenschaften der sehr energiereichen kosmischen Strahlung, insbesondere derjenigen extragalaktischen Ursprungs, ist nur sehr wenig bekannt. IceCube untersucht sie sowohl mit Hilfe von hochenergetischen Neutrinos, die in denselben Umgebungen erzeugt werden, in denen auch kosmische Strahlung entsteht, als auch mit Hilfe von Myonen und Neutrinos, die bei der Wechselwirkung kosmischer Strahlung mit der Atmosphäre entstehen.

Warum sind Neutrinos wichtig?

Es gibt viele Gründe, warum sie wichtig sind. Für die Astrophysik sind die hochenergetischen Neutrinos, die von außerhalb unseres Sonnensystems kommen, ideale kosmische Boten. Sie bewegen sich hauptsächlich in einer geraden Linie, die auf ihren Ursprung hinweist, und ihre Eigenschaften ermöglichen es uns, die mächtigen physikalischen Prozesse zu ergründen, die die Extreme unseres Universums hervorgebracht haben und immer noch antreiben.

Was sind die Spuren in IceCube?

Wenn ein Myon-Neutrino in IceCube wechselwirkt, erzeugt es ein Myon als Sekundärteilchen. Das Myon wandert weiter durch den Detektor und gibt dabei eine Lichtspur ab. Spuren sind lange Lichtmuster, die sich entlang einer geraden Linie in eine Richtung bewegen.

Was sind Myonen?

Myonen sind geladene Teilchen, die den Elektronen sehr ähnlich sind, aber etwa 200 Mal schwerer sind. IceCube-Myonen sind relativistisch, das heißt, sie bewegen sich fast mit Lichtgeschwindigkeit.

Woran erkennt man, dass ein Myon durch ein Neutrino und nicht durch eine kosmische Strahlung erzeugt wurde?

Während Neutrinos die gesamte Erde durchqueren können, ist dies bei Myonen nicht möglich. Während also Myonen vom Himmel über der Antarktis in den IceCube eindringen können, können nur Myonen von Neutrinos, die die Erde durchquert haben, vom Boden des IceCube aufsteigen. Die Neutrino-Wechselwirkungen in der Erde erzeugen ein Myon, das in der Lage ist, ein Signal im IceCube-Array zu erzeugen.

Was sind Kaskaden?

Die Kaskade ist ein Lichtmuster, das sich nach außen ausbreitet und im IceCube-Detektor weitere kugelförmige Signale erzeugt. Eine Kaskade ist eine typische Signatur für ein Elektronenneutrino, kann aber auch durch andere Wechselwirkungen verursacht werden. Wenn ein Elektronenneutrino auf einen Kern trifft, verwandelt es sich in ein Elektron, das im Detektor wechselwirkt und einen Schauer von Teilchen erzeugt. Diese bewegen sich ebenfalls mit relativistischer Geschwindigkeit und erzeugen das gleiche blaue Licht wie die Myonen. Sie wechselwirken jedoch ebenfalls schnell und erzeugen ein ziemlich kugelförmiges Lichtmuster.

Was stellen die farbigen Blasen in den IceCube-Bildern dar?

Die farbigen Blasen in den IceCube-Signalen stellen die Menge und die zeitliche Abfolge des von den IceCube-Sensoren erfassten Lichts dar. Größere Blasen bedeuten, dass mehr Licht gesammelt wurde. Die Farbe entspricht dem zeitlichen Verlauf und ändert sich im Laufe der Zeit in allen Farben des Regenbogens, beginnend mit Rot für frühe Entdeckungen bis hin zu Grün/Blau für spätere Entdeckungen.