A neutrínók rendkívüli áthatolóképességgel rendelkeznek. Sok billió képes áthaladni egy Föld-méretű anyagtömbön anél kül, hogy kölcsönhatásba lépne az atomjaival. A fizikusok pechje, hogy éppen nagy áthatolóképességük miatt észlelni is nagyon nehéz őket. A kutatók éppen ezért egyre nagyobb méretű detektorokat építettek – kevés sikerrel. 2004-ben indították el az IceCube projektet, amely az egy kilométeres jégtömbben létrejövő neutrínóütközéseket észleli rendkívüli érzékenységgel.

Az IceCube projekt tervezői az Antarktisz több kilométeres jégpáncéljában kijelöltek egy 1 × 1 × 1 km-es kockát, és 5160 optikai szenzort telepítettek bele szabályos elrendezésben. (Lapunkban Neutrínóvadászat a Déli-sarkon címmel tavaly augusztus 8-án jelent meg írás a témáról.) A kosárlabda-méretű érzékelők a neutrínóütközések során keltett fotonokat érzékelik (ez a Cserenkov-sugárzás).

Az ütköző neutrínók mozgásiránya és energiája a fotonokat észlelő detektorok elhelyezkedése alapján határozható meg. A „jégkocka” helye (1600 m-rel a felszín alatt) biztosítja, hogy a Föld túloldaláról érkező neutrínók mint az Antarktiszba csapódó kozmikus sugárzás által keltett fotonok elenyésző hányadot képviseljenek a mérési eredményekben.

A fi zikusok négy forrásból várnak neutrínókat. Az aktív galaxismagok nagy energiájú folyamatai, a csillagok belsejében lezajló fúziós folyamatok és a kozmikus háttérsugárzással kölcsönható részecskék keltenek neutrínókat.

Mindezen túl a kutatók feltételezik, hogy a mostanáig ismeretlen „sötét anyag” részecskéi is neutrínóforrások. A projekt félig kész állapotában már végeztek tájékozódó méréseket, sovány eredménnyel. Az eddigi több tízezer észlelt neutrínóütközés alapján nem találtak megjelölhető neutrínóforrást az égbolton, vagyis véletlenszerűen érkeznek a részecskék hozzánk. Jól elkülöníthetők a kozmikus sugárzás által keltett események, és a gammafelvillanásokkal sem érkezik hozzánk észlelhető neutrínóáram. A gammafelvillanások az általunk észlelt legnagyobb energiakitörések, valószínűleg fekete lyuk neutroncsillaggal történt ütközése következtében vagy óriáscsillag saját gravitációs terében való összeroppanása nyomán.

A Napból származó neutrínósugárzást sem sikerült kimutatni. A kutatók feltételezik, hogy a csillagokban és így a Napban is jelentős mennyiségű „sötét anyag” van, ami saját antianyagával érintkezve neutrínó kibocsátásával megsemmisül. Az IceCube projekt eddigi mérései azonban nem mutattak ki neutrínósugárzást a Nap irányából.

A hatalmas neutrínódetektor-kocka tavaly december óta már teljes kiépítésében üzemel, tehát hamarosan kiderül, hogy egy köbkilométeres jégtömbben sikerül-e beindítani a Berkeley Laboratórium munkatársainak a neutrínócsillagászatot a Földön.