När neutrinos kraschar in i vattenmolekyler i de miljarder plus ton is som utgör detektorn vid IceCube Neutrino Observatory i Antarktis, mer än 5, 000 sensorer detekterar ljuset från subatomära partiklar som produceras av kollisionerna. Men som man kan förvänta sig, dessa storskaliga experiment blir inte billiga.

I ett papper nyligen godkänt av Fysiska granskningsbrev , ett internationellt team av fysiker som arbetar vid Department of Energy:s SLAC National Accelerator Laboratory visade ett billigt sätt att utöka IceCubes neutrinsökning.

Forskarna riktade en elektronstråle avled från SLAC:s Linac Coherent Light Source (LCLS) till ett stort plastblock för att efterlikna neutrinoer som kolliderar med is. När en neutrino interagerar med is, den producerar en kaskad av högenergipartiklar som lämnar ett spår av jonisering i deras spår. Detsamma gäller elektronkollisioner i plasten.

För att upptäcka dessa joniseringsspår, laget använde en antenn för att studsa radiovågor från dem. Detta skapade radarekon som plockades upp av ytterligare antenner. Det var första gången forskare har kunnat upptäcka radarekon från en partikelkaskad.

Dessa ekon innehåller information om neutrinoer i ett energiområde som kan överbrygga klyftan mellan neutrinoerna med lägre energi som IceCube detekterar och de högre energi-neutrinerna som detekteras av andra in-is- och ballongbaserade detektorer. Att följa upp, forskarna hoppas kunna använda en liknande inställning för att upptäcka neutrinoer med radioeko i Antarktis is. Om det lyckas, tekniken kan så småningom göra det möjligt för forskare att utöka IceCube:s räckvidd utan att bryta banken.