Onderzoeksproject IM/RT/23/LEANI (Onderzoeksactie IM)
Het IceCube Neutrino Observatorium, begraven in het ijs van de Zuidpool, heeft een nieuw venster op het heelal geopend. Naast het bestuderen van de meest energetische astrofysische verschijnselen met licht, heeft IceCube aangetoond dat blazars, Seyfert-sterrenstelsels en zelfs ons eigen sterrenstelsel kunnen worden waargenomen met behulp van neutrino's, de meest ongrijpbare deeltjes die tot nu toe zijn ontdekt.
Ondanks dat IceCube al meer dan tien jaar in gebruik is, heeft het de oorsprong van hoogenergetische astrofysische neutrino's nog niet volledig opgehelderd. Terwijl er nieuwe instrumenten gepland zijn om de omvang van IceCube te vergroten of te zoeken naar neutrino's met nog hogere energieën om de vraag op te lossen, zal LEANI de 15 jaar aan gegevens vanuit een andere hoek bekijken.
LEANI zal op drie verschillende assen werken aan het begrip van de oorsprong van astrofysische neutrino's:
- Ontwikkeling van een nieuwe analyse van IceCube-gegevens met behulp van een acquisitiesysteem, HitSpooling, waarmee we elke afzonderlijke neutrino-interactie die plaatsvindt in het ijs rond het observatorium kunnen opslaan, waardoor de huidige energiedrempel voor individuele neutrino-detectie op de Zuidpool met een bevel wordt verlaagd van omvang. Deze ambitieuze taak zal neutrino's extraheren uit de grote achtergrond afkomstig van het ijs en de detector zelf met behulp van geavanceerde, onbewaakte machine learning-technieken. Tegelijkertijd zullen we de hulp inroepen van Citizen Scientists, aangezien het menselijk oog kenmerken kan identificeren in gegevens die een machine niet zou zien. De resultaten van de twee verschillende benaderingen zullen worden verzameld om de nieuwe manier van analyseren van IceCube-gegevens te creëren.
- Deze nieuwe aanpak zal het mogelijk maken dat IceCube gevoelig is van het MeV- tot het PeV-bereik, en meer dan 10 ordes van grootte in energie bestrijkt. De huidige analyses richten zich echter op elke energieband afzonderlijk. Het tweede doel van LEANI is om de waarnemingen van elke energieband op een samenhangende manier te combineren, wat een ongekende gevoeligheid oplevert. Ter illustratie van de methode zal LEANI de eerste catalogus van neutrino-energieverdelingen creëren uit compacte binaire fusies.
- LEANI zal uiteindelijk de waarneming voorbereiden met de volgende generatie neutrinotelescopen op de Zuidpool door gebruik te maken van de kennis die is verworven over de achtergrond afkomstig van het ijs en de detector zelf die is geïsoleerd tijdens de nieuwe analyse die in de eerste as is ontwikkeld.
Er wordt verwacht dat LEANI een sprong voorwaarts zal maken in de manier waarop astrofysische neutrinogegevens worden verwerkt en gecombineerd.
