Markus Ahlers modtager 7,3 millioner kr, til at finde kilderne til kosmiske neutrinoer

Markus håber at hans arbejde vil være en hjælp i etableringen af studiet af neutrinoer som en afgørende komponent i ”multi-messenger astronomy”, og dermed give os en ny disciplin i fundamental fysik. Multi-messenger astrofysik er, kort fortalt, studiet af energipartikler (fx kosmiske bølger), neutrinoer eller tyngdebølger. Hver type cosmic messenger (kosmisk budbringer) giver os ny viden, som kan hjælpe i studiet af kosmiske begivenheder, fx eksploderende stjerner langt væk. Villum bevillingen giver mulighed for ansættelsen af to postdocs og en Ph.D. studerende i Teoretisk Partikelfysik og Kosmologi-sektion ved Niels Bohr Institutet.

Neutrino: Den perfekte, kosmiske budbringer?

Neutrino astrofysik er et relativt nyt videnskabeligt felt. Ideen om at benytte neutrinoer som kosmiske budbringere kom på banen hurtigt efter deres opdagelse for mere end 60 år siden. Men for blot fire år siden lykkedes det at observere de første høj-energi neutrinoer ved IceCube observatoriet ved Sydpolen. Niels Bohr Institutet er medlem af IceCube samarbejdet, som består af 49 medlemsinstitutter i 12 lande. En af årsagerne til, at neutrinoer er så interessante som kosmiske budbringere er, at de næsten ikke interagerer med omgivende stof, og dermed kan rejse gennem rummet uden at blive opfanget eller spredt. Dette kan sætte os i stand til at se meget langt ud i kosmos og dybt ind i kilderne til deres udspring.

Multi-messenger astrofysik

I øjeblikket observerer IceCube observatoriet for få neutrino begivenheder til at deres kilder kan identificeres direkte. Men produktionen af neutrinoer er koblet til andre høj-energi partikler, som også kan ses som kosmiske budbringere. Det fungerer nogenlunde således: Kosmiske bølger eller energipartikler, som produceres i en hidtil ukendt kilde, kolliderer med stof eller anden stråling og producerer neutrinoer og energifotoner, såkaldt gammastråling. Gammastråler kan observeres af Fermi teleskopet (En NASA satellit) og kosmiske bølger af Pierre Auger observatoriet, et meget stort landbaseret observatorium i Argentina. Den kombinerede analyse af disse samlede multi-messenger data kan hjælpe til at finde deres fælles udspring.

Nålen i høstakken

”Hvert år finder IceCube ca. 10 højenergi neutrino begivenheder, som skal findes frem på baggrund af ti milliarder begivenheder. Allerede her er det en kæmpe udfordring at finde disse begivenheder, og vi ender med blot en håndfuld. Forhåbentlig vil vores forbedring af dataanalyse metoderne også forbedre IceCubes evne til at identificere neutrinokilderne”, siger Markus. Han understreger at selvom det er løsningen af denne opgave, der er målet for midlerne i Villum bevillingen, er der i sidste ende et større mål: ”Identifikationen af neutrinokilderne er det første trin vi må tage, før vi kan bruge disse elementarpartikler som dét, det faktisk er: Et nyt felt indenfor fysikken. Det handler om grundforskning i sidste ende”.

Emner