Обсерваторія IceCube завершила масштабну модернізацію: нові горизонти у дослідженні нейтрино та глибоководна сейсмологія

Нейтринна обсерваторія IceCube, що функціонує на антарктичній станції Амундсен-Скотт безпосередньо на Південному полюсі, офіційно оголосила про успішне завершення комплексного оновлення своєї інфраструктури. Цей амбітний проект, який охопив три польові сезони, розпочаті у 2023 році, був остаточно фіналізований на початку 2026 року. Інженери та науковці провели надскладні технічні роботи з буріння льоду на глибину понад 1,6 кілометра. У результаті було встановлено понад 600 інноваційних оптичних сенсорів, розміщених на шести нових кабелях. Це дозволило розширити загальну мережу масиву до 92 кабелів, інтегрованих у товщу антарктичного льоду об'ємом в один кубічний кілометр, що значно підвищило здатність обсерваторії фіксувати нейтрино низьких енергій.

Значне ущільнення мережі датчиків відіграє вирішальну роль у підвищенні точності спостережень за нейтринними осциляціями. Це нововведення зміцнює позиції IceCube як провідного світового центру для вимірювання атмосферних нейтрино на надвеликих відстанях. Нові технологічні рішення, зокрема багатолампові цифрові оптичні модулі (mDOM) та пристрої типу D-Egg, демонструють у два-три рази вищу чутливість порівняно з попереднім поколінням обладнання. Завдяки такому прогресу дослідники отримали можливість провести ретельний повторний аналіз накопичених за 15 років даних. Це дозволить суттєво уточнити параметри нейтринних флейворів та детальніше вивчити склад космічних променів. Національний науковий фонд США (NSF) підкреслив, що ця модернізація гарантує Сполученим Штатам стратегічне лідерство у сфері нейтринної фізики напередодні розгортання наступного етапу проекту — IceCube-Gen2.

Окрім прориву в астрофізиці, проект відзначився вагомим внеском у геологічну науку. У тісній співпраці з Геологічною службою США (USGS) було розгорнуто два унікальні сейсмометри, які на сьогодні є найглибшими приладами такого типу, що коли-небудь встановлювалися. Датчики занурили на глибину понад 8000 футів (приблизно 2,5 кілометра) під крижаний щит Південного полюса. Використання надзвичайно тихого середовища антарктичного льоду дозволить здійснювати глобальний моніторинг сейсмічної активності та вивчати внутрішню структуру глибоких шарів Землі з безпрецедентною чіткістю. Розгортання цих інструментів, завершене у січні 2026 року, стало важливим етапом розширення Глобальної сейсмографічної мережі USGS, що стало можливим завдяки партнерству з Університетом Вісконсин-Медісон.

Спеціально розроблені для виживання в умовах екстремального холоду та колосального тиску, ці сейсмометри здатні витримувати навантаження до 8500 фунтів на квадратний дюйм. Отримані з них дані сприятимуть підвищенню рівня глобальної готовності до стихійних лих, включаючи підтримку систем раннього попередження про цунамі та моніторинг ядерних випробувань. Цікаво, що для захисту приладів були використані корпуси, які спочатку проектувалися для експериментів IceCube з пошуку темної матерії. Успішне впровадження цих інструментів значно зміцнює довгостроковий геофізичний моніторинг у найвіддаленішій точці планети.

Модернізація IceCube, яка тривала близько семи років від етапу розробки нового обладнання до його монтажу, закладає міцний фундамент для майбутньої експансії — проекту IceCube-Gen2. Наступне покоління обсерваторії передбачає створення трьох основних компонентів: розширеного оптичного масиву, масштабного радіомасиву для детектування нейтрино надвисоких енергій та спеціального поверхневого масиву. Ця майбутня споруда покликана досліджувати небо у діапазоні енергій від ТеВ до ЕеВ, що допоможе знайти відповіді на фундаментальні питання про походження найбільш енергійних частинок у Всесвіті та перевірити межі Стандартної моделі фізики. Успішне завершення поточного етапу апгрейда, що підвищує чутливість у Гев-діапазоні, забезпечує науковій спільноті безперервність досліджень до моменту введення в експлуатацію детектора наступного покоління.