Well, I finally had a picture made of myself at the Geographic South Pole. We have been so busy that I had not come upon a chance until today. It was a selfie picture as there was not anyone around to have a proper photograph taken. Also it was cloudy, so the scenery did not look its best. Fortunately I will be staying here for an additional week, so at the first chance I will go on and get a better picture.
We spent part of the morning at the Science Lab in the main station, where the IceCube team meets and works when not at the IceCube Laboratory (ICL) or in the field. The Science Lab also hosts other research projects such as the South Pole Telescope and BICEP. I also walked over to the Computer Lab and talked to the information technology people, who were very friendly and will help ensure that we have reliable Internet connectivity during tomorrow's webcasts.
After lunch I went with Sam to check up a couple of cosmic rays sensors that had been set up in the field the previous day. The sensors have been deployed at ground level just above the surface tanks that comprise the IceTop experiment. We took our red parkas, got into our snowmobile, drove past the ICL and arrived at the area at 2:30 pm. The IceTop sensors that we worked with had been deployed about half a kilometer from the ICL and about one and a half kilometer from the main station. One of the treats of working with IceCube is that, since IceCube comprises a number of experiments and its infrastructure is spread out throughout the area, one is able to get a diverse set of field work assignments all around the South Pole area.
The IceCube NeutrinoAn elementary particle with zero charge and zero mass. An electrically neutral particle that is often emitted in the process of radioactive decay of nuclei. Neutrinos are difficult to detect, and their existence was postulated twenty years before the first one was actually discovered in the laboratory. Millions of neutrinos produced by nuclear reactions in the sun pass through your body every second without disturbing any atoms. ObservatoryA location used for observing terrestrial and/or celestial events. also hosts the IceTop experiment, which has been designed to study the interaction of cosmic rays with the Earth's atmosphere. IceTop is an array deployed on the South Pole surface, consisting of 162 cylindrical tanks of ice, each equipped with two standard IceCube sensors. IceTop intends to measure the ratio of cosmic rays detected by both the surface array (IceTop) and the deep detectors (IceCube). This ratio can in turn be used to measure the distribution of atomic nuclei in cosmic rays.
Cosmic rays are highly energetic, charged particles of galactic, and for the highest energies, of extragalactic origin that arrive on Earth. Their exact origin is unknown, as the particles do not necessarily follow straight paths and are thus very hard to trace back. Hydrogen nuclei—i.e., single protons, plus an occasional neutron—account for about 88% of cosmic rays, while helium nuclei—i.e., two protons and two neutrons—account for about 10%. Heavier nuclei and free electrons account for the other 2%. It is thought that cosmic rays originate from highly energetic processes such as supernovae and supermassive black holes.
When we arrived at the site we ran a few tests and found out that two of the three data acquisition modules (DAQs) that had been deployed were not working correctly. Sam suggested that we take the DAQs back to the ICL in order to do some troubleshooting and see what went wrong. We actually ended up taking all three DAQs and heading back for the ICL. The actual sensors—with their wooden stands, and steered at inclinations of 30° and 45°—remained on the site.
Finalmente he podido tomarme un retrato en el polo sur geográfico. Había estado tan ocupado que hasta ahora no había tenido la oportunidad de hacerlo. Como no tenía a nadie cerca tuve que recurrir al estilo 'selfie'. El día estaba también bastaste nublado y por eso el panorama luce un tanto apagado. Mi estadía aquí se extenderá por una semana más, afortunadamente, así que a la primera oportunidad saldré a tomar una foto mejorada.
Parte de la mañana transcurrió en el laboratorio de ciencias de la estación Amundsen-Scott, lugar donde habitualmente se reúne y trabaja el equipo científico del IceCube, aunque a veces se trabaja también desde el laboratorio IceCube o incluso afuera. Este laboratorio de ciencias aloja, además, otros proyectos científicos tales como el radiotelescopio del polo sur (South Pole Telescope) y el BICEP. Acudí también al laboratorio de cómputos donde tuve una amigable conversación con los encargados de la informática. Estas personas se asegurarán que tengamos buena conexión y velocidad para los webcasts que realizaremos mañana.
Después del almuerzo, salí con Sam para verificar unos sensores de rayos cósmicos que desde el día anterior se habían dejado instalados a la intemperie. Estos sensores, que están colocados justamente en la superficie, descansan sobre los tanques cilíndricos que conforman el experimento IceTop. Agarramos los abrigos, nos montamos en el motonieve, pasamos de largo el laboratorio IceCube y llegamos al lugar, a eso de las 2:30 pm. Este sitio quedaba como a medio kilómetro del laboratorio IceCube, y como a un kilómetro y medio de la estación en propiedad. Dado que la infraestructura del IceCube comprende varios instrumentos, y que éstos están dispersos por toda el área, se presentan continuamente oportunidades para salir y trabajar afuera. Precisamente esa es una de las cosas interesantes de trabajar en IceCube.
El telescopio de neutrinos IceCube incluye también el experimento IceTop, diseñado para estudiar las interacciones de los rayos cósmicos con la atmósfera de nuestro planeta. IceTop consiste de 162 cilindros de hielo, cada uno equipado con dos sensores iguales a los utilizados por IceCube, y desplegados sobre la superficie del polo sur. El propósito de IceTop es determinar la razón de rayos cósmicos captados en la superficie (por IceTop) y a profundidad (por IceCube). Dicha razón puede, a su vez, utilizarse para determinar la distribución de núcleos atómicos dentro los rayos cósmicos.
Los rayos cósmicos son partículas cargadas, con gran contenido energético, que llegan a la Tierra desde diversos lugares de la galaxia, y en el caso de los más energéticos de afuera de la galaxia. Debido a que estas partículas no siempre llevan una trayectoria rectilínea, y por ende no es posible rastrearlas, su origen preciso se desconoce. Un 88% de los rayos cósmicos consisten de núcleos de hidrógeno (protones solitarios, en la mayoría de los casos) y otro 10% consiste de núcleos de helio (dos protones, mas dos neutrones). El otro 10% corresponde a núcleos más pesados y a electrones sueltos. Se cree que los rayos cósmicos se originan mediante procesos energéticos en el espacio profundo tales como supernovas y agujeros negros supermasivos.
Cuando llegamos al lugar realizamos pruebas en los sensores, encontrando problemas electrónicos en dos de los módulos para adquisición de datos (DAQ) que habían sido desplegados. A sugerencia de Sam recogimos los DAQ y los llevamos al laboratorio IceCube, donde más adelante él trataría de identificar la razón para el fallo. A fin de cuentas terminamos llevándonos los tres DAQ. Los sensores los dejamos en el lugar, tal como estaban, montados en sus bases de madera con inclinaciones de 30° and 45°.
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