ANTARES

ANTARES to francuski detektor neutrin, znany również jako teleskop neutrinowy. Jego nazwa jest skrótem od angielskiego wyrażenia Astronomy with a Neutrino Telescope and Abyss Environmental Research.

Detektor został zbudowany na Morzu Śródziemnym, nieopodal Tulonu, przez CPPM (Centre de Physique des Particules de Marseille – Centrum Fizyki Cząstek w Marsylii), CEA-Irfu (Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers – Instytut Badań Podstawowych Praw Wszechświata) w Saclay oraz naukowców z Niemiec, Hiszpanii, Włoch, Holandii, Rosji i Rumunii, którzy specjalizują się w fizyce, astronomii i oceanografii.

Konstrukcja

Teleskop umieszczony jest na głębokości 2500 metrów pod powierzchnią wody i zajmuje obszar o powierzchni 0,1 km². Składa się z 12 lin o długości 350 metrów, na których znajdują się zespoły pomiarowe. W każdym module pomiarowym (piętrze) znajdują się 3 szklane kule (sfery), w których umieszczono fotopowielacze. Te ostatnie rejestrują rozbłyski światła w wodzie, w tym promieniowanie Czerenkowa, które powstaje w wyniku zderzeń neutrin z elektronami lub jądrami atomów. Fotopowielacze rozmieszczone są na linie co 120° i są skierowane pod kątem 45° w dół, co umożliwia rejestrację światła z obszaru znajdującego się poniżej detektorów. Kule z fotopowielaczami są zamocowane do centralnego pojemnika, który zawiera lokalny moduł sterowania i elektronikę do obsługi danych, konwertującą sygnały analogowe na cyfrowe, a także urządzenia wspierające, takie jak precyzyjny zegar, kompas oraz urządzenia kalibracyjne. Moduły pomiarowe umieszczone na linach są poruszane przez prądy morskie, a dodatkowe urządzenia pozwalają na dokładne określenie ich położenia.

Liny są zakotwiczone na dnie morza i utrzymywane w pionie przez boje. Na każdej linii znajduje się 25 modułów, z najniższym z nich umieszczonym 100 m nad dnem, a kolejne co 14,5 m. Łącznie na 12 linach zainstalowanych jest 885 fotopowielaczy. Moduły są zasilane, a dane z nich przesyłane są do zakotwiczenia liny za pomocą kabli elektrycznych i światłowodów, które łączą się z centralnym punktem znajdującym się na dnie, a ten z kolei łączy się z ośrodkami na lądzie. Odległość między liniami wynosi około 70 m.

Urządzenie miało dodatkową linę, znaną jako linę instrumentalną, na której zamontowano różne czujniki wspomagające analizę danych z fotopowielaczy, instrumenty do badania stanu wody oraz prototypowy sprzęt dla przyszłego teleskopu neutrin KM3NeT. Moduł czujników wody zawiera: piezoelektryczne czujniki ciśnienia, drgania akustyczne, przepływomierze dopplerowskie, mierniki przewodności elektrycznej, temperatury, ciśnienia absolutnego, mętności oraz zawartości tlenu. Kamera wideo o wysokiej rozdzielczości wspomagająca eliminację światła pochodzącego z innych źródeł niż neutrina, badała bioluminescencję. Osobnym urządzeniem był moduł sejsmiczny, który mierzył drgania oraz ciśnienie w wodzie w zakresie częstotliwości rzędu 1 Hz.

Na jednej z linii, w miejsce modułów fotopowielaczowych oraz przymocowanych do kul fotopowielaczy, umieszczono czujniki akustyczne, które rejestrowały fale akustyczne o częstotliwości do 100 kHz. Głównym celem tych czujników było określenie możliwości wykrywania neutrin poprzez analizę fali mechanicznej w wodzie. Dane z czujników stanowią cenne źródło informacji o morzu.

Historia

Budowę urządzenia rozpoczęto w 2001 roku, kładąc główny kabel elektryczny i optyczny o długości 40 km pomiędzy brzegiem a detektorem. W następnym roku zainstalowano główną skrzynkę. Liny z czujnikami zainstalowano w okresie od lutego 2006 r. do maja 2008 r.

Informacja o pierwszej detekcji neutrina została opublikowana 21 lutego 2007 r.

Detektor zakończył zbieranie danych i został zdemontowany w 2022 r.