آزمایشگاه زیرزمینی در قطب جنوب در حال حاضر سه تا از نوترینوها با بالاترین انرژی‌های که تا به امروز می‌دانیم را کشف کرده است. این امکان وجود دارد که این ذرات در اثر انفجارهای شدید، در کیهان بوجود آمده باشند. تمام این نوترینوها انرژی‌هایی در محدوده‌ی غیر معقولانه‌ی بالایی از پتا – الکترون ولت دارند و بطورکلی این انرژی معادل با میلیو‌ن‌ها برابر جرم پروتون است.همانطور که آلبرت انیشتن در معادله‌ی مشهورش E=MC2   نشان داد انرژی و جرم هم ارزند و چنین مقدار زیادی از جرم به مقدار زیادی از انرژی تبدیل می‌شود.

آزمایش Ice Cube  کشف دو نوترینو ابتدایی را با نام مستعار Ernie و Bert را درسال گذشته گزارش داده بود و کشف سومین نوترینو نیز دوشنبه‌ی گذشته در نشست انجمن فیزیک آمریکا اعلام شد. فیزیکدان Ice Cube کریس ویور از دانشگاه ویسکانسین مدیسون بیان کرده است که این کشف اتفاق بسیار بزرگی محسوب می‌شود.

آشکارسازی نوترینوها بسیار ارزشمند است چرا که به ندرت با ذرات دیگر برهم‌کنش می‌کنند و برهم کنش آنها تنها از نوع ضعیف است این ذرات بار ندارند؛ بنابراین در مسیر خود هرگز تحت تاثیر میدان‌های مغناطیسی در کیهان قرار نمی‌گیرند و این بدان معناست که مسیرشان مستقیما به منشا خود اشاره دارد. منشاء آن‌ها انواعی از اتفاقات شدید مانند ماده به‌هم پیوسته‌ی سیاه‌چاله‌ها‌ی بزرگ، انفجارهایی که انفجارهای پرتو گاما نامیده می‌شوند و یا کهکشان‌های تشکیل شده از ستاره‌ها با فعالیت‌های شدید است. عدم برهم‌کنش نوترینو آشکارسازیش را بسیار سخت می‌کند.

آزمایش Ice Cube به اتفاق بسیارنادری نگاه می‌کند و آن هنگامی است که نوترینوها با اتم‌های یک کیلومتر مکعب از یخ واقع شده در زیر قطب جنوب برخورد می‌کنند. این‌چنین محافظت و قرار گیری در عمق زمین برای جلوگیری از برخورد با ذرات دیگر نیاز است؛ البته این در حالی است که این حفاظت مانع از رسیدن نوترینوها نمی‌شود.
برهم‌کنش نوترینوها آن‌چنان کم است که محققان Ice Cube پس از دو سال تحقیق و پژوهش مداوم موفق شدند فقط 3 نوترینو پرانرژی آشکار کنند. در طول این آزمایش همچنین 34 نوترینو با انرژی کمتر نیز آشکار شدند؛ برخی از این نوترینوها در اثر برخورد ذرات باردار که به آن‌ها پرتوهای کیهانی می‌گوییم با جوّ زمین بوجود می‌آیند؛ البته بخش اصلی پروژه‌ی Ice Cube بطور مستقیم به فرآیندهای شدید کیهانی ‌می‌پردازد. این ذرات «نوترینوهای اختر فیزیکی» نامیده می‌شوند وبنا به گفته‌ی آلبرچت کارل٬ فیزیکدان و عضو گروه Ice Cube اینطور به نظر می‌رسد که ما شواهد قانع کننده‌ای برای نوترینوهای اخترفیزیکی بدست آورده‌ایم.

پرتوهای کیهانی نیز بسیار رازآلودند و می‌دانیم که پرتوهای کیهانی پرانرژی از فرآیندهای یکسان با فرآیندهای پیدایش نوترینوها اخترفیزیکی سرچشمه می‌گیرند. پرتوهای کیهانی دارای بار هستند و بنابراین مسیرشان بوسیله‌ی میدان‌های مغناطیسی منحرف می‌شود و در نتیجه اطلاعات مربوط به مبدا خود را حفظ نمی‌کنند. بنابراین مطالعه‌ی نوترینوها راهی است برای پی بردن به منشا اشعه‌های کیهانی با انرژی بالا که سرعتی نزدیک به سرعت نور دارند.اما در مورد نحوه‌ی شکل‌گیری آنها چیزی نمی‌دانیم و این نشان می‌دهد که تا چه میزان اطلاعات ما در مورد اتفاقاتی که در کیهان رخ می‌دهد هنوز کم است. بنا به گفته‌ی توشی هیروفوجی محقق اشعه‌ی کیهانی در دانشگاه کاولی چیکاگو در قسمت فیزیک کیهانشناسی این موضوع بزرگترین راز قرن ما است. فوجی عضو Ice Cube نیست اما یافته هایش را با هدف کمک به درک پرتوهای کیهانی ارائه می‌دهد.

یکی از بحث‌ها در مورد نوترینوهای پرانرژی  یا پرتوهای کیهانی در مورد منشاء آن‌ها است و این‌که آن‌ها از منابع کهکشانی می‌آیند یا ورای کهکشانی. به عبارت دیگر از داخل کهکشان راه‌شیری سرچشمه می‌گیرند یا خارج آن؟

اکثر نظریه‌ها با منابع ورای کهکشانی موافق هستند مانند کهکشان‌ها با هسته‌های فعال، سیاهچاله‌های بسیار پرجرم در مرکز سایر کهکشان‌ها که گلوگاه‌های جرمی هستند. یکی دیگر از گزینه‌ها انفجارهای اشعه گاما هستند؛ درخشان‌ترین انفجارهای شناخته شده در جهان در برخی ابرنواخترها و یا وقتی که دو ستاره نوترونی در هم ادغام می‌شوند رخ می‌دهند. هم‌چنین این احتمال وجود دارد این ذرات محصول کهکشان‌های در حال برخورد باشند که امواج خود را از طریق گازهایشان که باعث شکل گیری ستاره‌ها با سرعت های بالا می‌‌شوند ارسال می‌کنند.

همچنین این امکان هست که ماده تاریک، ماده‌ی نامرئی که بسیار بیشتر از مواد عادی در جهان است، به نحوی پرتوهای کیهانی و همچنین نوترینوهای پرانرژی را ایجاد کند. بر اساس جهات‌های دریافتی از37 نوترینو که با Ice Cube برخورد کرده‌اند می‌توان گفت که تعداد کمی از آن‌ها از چگال‌ترین بخش کهکشان یعنی صفحه‌ی کهکشان سرچشمه می‌گیرند. به این ترتیب می‌توان اذعان کرد که احتمالاً نوترینوها منشاءای بیرون از کهکشان ما دارند. همچنین  ناتان وایت هورن٬ محقق Ice Cube اعلام کرده است که این منابع بسیار دورتر از صفحه‌ی کهکشانی هستند. از آنجایی که آزمایش‌ها نوترینوها با انرژی بالاتر را در سرتاسر پرتوهای کیهانی جمع آوری می‌کنند نفشه‌ی Ice Cube یافتن منابع نوترینوها در آسمان  را بهبود داده است.

همچنین دانشمندان شگفت زده خواهند شد اگر یکی ذرات دیده شده در Ice Cube متعلق به اجرام کیهانی شناخته شده باشد؛ زیرا طبق گفته‌ی نااُکو کوراهاشتی نیلسون یکی از همکاران Ice Cube تا به امروز هیچ مدرکی دال بر ارتباط ذرات با یک منبع شناخته شده بدست نیامده است.

منبع: کانوت