Обсерватория IceCube завершила модернизацию, повысив чувствительность к нейтрино и развернув глубоководные сейсмометры

Нейтринная обсерватория IceCube, расположенная на станции Амундсен-Скотт на Южном полюсе, успешно завершила масштабную модернизацию инфраструктуры, значительно расширив возможности регистрации нейтрино с более низкой энергией. Проект, включавший три полевые кампании с 2023 года, был финализирован в начале 2026 года после бурения скважин на глубину свыше 1,6 километра. В рамках работ было установлено более 600 новых, более чувствительных оптических сенсорных модулей, распределенных по шести новым кабелям, доведя общее количество кабелей в массиве до 92, погруженных в один кубический километр антарктического льда.

Повышенная плотность сенсоров критически важна для улучшения чувствительности к нейтринным осцилляциям, что закрепляет за IceCube статус ведущего объекта для измерений атмосферных нейтрино на больших расстояниях. Новые модули, включая многоламповые цифровые оптические модули (mDOM) и D-Egg, обладают в два-три раза большей чувствительностью по сравнению с предыдущими датчиками. Это технологическое усовершенствование позволяет исследователям провести повторный анализ 15-летних накопленных данных, что приведет к уточнению измерений нейтринных флейворов и состава космических лучей. По заявлению Национального научного фонда (NSF), данная модернизация обеспечивает Соединенным Штатам лидерство в области физики нейтрино в преддверии запланированного расширения IceCube-Gen2.

Параллельно с нейтринными исследованиями, в сотрудничестве с Геологической службой США (USGS) были развернуты два новых сейсмометра, которые стали самыми глубокими из когда-либо установленных. Эти датчики, установленные на глубине более 8000 футов (около 2,5 километров) под ледяным щитом Южного полюса, будут использовать ультратихую среду для мониторинга глобальной сейсмичности и изучения структуры глубоких слоев Земли с беспрецедентной четкостью. Развертывание этих приборов, осуществленное в январе 2026 года, расширяет критически важную Глобальную сейсмографическую сеть USGS и является результатом партнерства с Университетом Висконсин-Мэдисон.

Сейсмометры, разработанные для выживания в условиях экстремального холода и давления, должны выдерживать давление до 8500 фунтов на квадратный дюйм. Их данные будут способствовать повышению глобальной готовности к стихийным бедствиям, включая поддержку систем раннего оповещения о цунами и мониторинг ядерных испытаний. Успешное внедрение этих инструментов, в том числе с использованием корпусов, изначально разработанных для экспериментов IceCube по поиску темной материи, укрепляет долгосрочный геофизический мониторинг на Южном полюсе.

Модернизация IceCube, которая заняла около семи лет, включая разработку нового оборудования, закладывает основу для будущей экспансии IceCube-Gen2. Проект IceCube-Gen2, который планируется как расширение текущей обсерватории, будет включать три массива: расширенный оптический массив, более крупный радиомассив для регистрации нейтрино сверхвысоких энергий и поверхностный массив. Это будущее сооружение нацелено на разрешение неба высокоэнергетических нейтрино от ТэВ до ЭэВ, что позволит ответить на фундаментальные вопросы о происхождении самых энергичных частиц во Вселенной и протестировать пределы Стандартной модели физики. Успешное завершение текущего апгрейда, повышающего чувствительность в диапазоне ГэВ, обеспечивает научному сообществу непрерывность исследований до развертывания следующего поколения детекторов.