KM3NeT

Infrastructuur en gebruikersdiensten 

De infrastructuur bestaat uit drie zogenaamde bouwstenen. Een bouwsteen bestaat uit 115 strings, waarbij elke string 18 optische modules heeft met 31 fotomultiplicatorbuizen (PMT's). Deze driedimensionale reeks fotosensoren maakt het mogelijk om het Cherenkov-licht te detecteren dat wordt geproduceerd door relativistische deeltjes die ontstaan door neutrino-interacties. Twee bouwstenen zullen worden geconfigureerd om kosmische neutrino-bronnen volledig te onderzoeken (ARCA: Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss). Eén bouwsteen zal worden geconfigureerd om atmosferische neutrino-oscillaties nauwkeurig te meten (ORCA: Oscillations Research with Cosmics in the Abyss). ARCA zal worden gerealiseerd op de locatie Capo Passero (Italië) en ORCA op de locatie Toulon (Frankrijk). De technische implementatie van ARCA en ORCA is vrijwel identiek. De diepzeelocaties zijn met de kust verbonden door een netwerk van kabels voor elektriciteit en glasvezelcommunicatie met hoge bandbreedte. Ter plaatse zorgen kuststations voor stroomvoorziening, computerkracht en verbindingen met hoge bandbreedte naar centrale gegevensopslagplaatsen. Het flexibele en kosteneffectieve ontwerp van de detector is grotendeels te danken aan Nederlandse intellectuele en technische bijdragen.
De samenwerking heeft gekozen voor een gefaseerde implementatie van KM3NeT. Fase 1 omvatte een validatieprogramma, de gedeeltelijke aanleg van de zeebodemnetwerken en de installatie van 31 strings. Momenteel zijn 57 strings geïnstalleerd (24 ORCA, 33 ARCA). De gegevensverzameling is nog gaande en er zijn al verschillende fysische resultaten verkregen. De gegevens omvatten geregistreerde optische gegevens (nauwkeurig getimede hits in de PMT's), akoestische gegevens en omgevingsgegevens zoals watertemperatuur en zeestroming. Afgezien van kalibratieperiodes, vindt de gegevensverzameling 24 uur per dag, 7 dagen per week plaats. Alle gegevens worden naar de kuststations gestuurd, waar ze worden gefilterd op interessante gebeurtenissen.

Voorbeelden/beschrijving van het soort onderzoek

De onderzoeksinfrastructuur zal bij uitstek geschikt zijn voor het ontdekken en vervolgens observeren van de bronnen van hoogenergetische neutrino's in het heelal. KM3NeT biedt hiermee een uniek zicht op het centrale gebied van het galactische vlak en daarmee een kans om met name galactische bronnen te bestuderen. De waarnemingen zullen een aanvulling vormen op bestaande astronomische waarnemingen en het mogelijk maken om de vraag over de tot nu toe nog onbekende oorsprong van zeer hoogenergetische kosmische straling op te lossen. Ze zullen nieuwe inzichten opleveren over de astrofysische processen in kosmische versnellers.

De overvloedige waarnemingen van neutrino's die in de atmosfeer van de aarde worden gecreëerd, zullen het mogelijk maken om neutrino's zelf te bestuderen en relevante fundamentele eigenschappen te bepalen, zoals de nog onbekende massavolgorde van neutrino's of de parameters die het fenomeen van neutrino-oscillaties bepalen. Dit zal ons begrip van de fundamentele objecten in het huidige standaardmodel van de deeltjesfysica bevorderen en kan ook bijdragen tot het ontrafelen van de tot nu toe onbekende aard van donkere materie. De gegevens maken het ook mogelijk om verschillende nieuwe fysicascenario's te onderzoeken.

De overvloedige waarnemingen van muonen uit interacties van kosmische straling in de atmosfeer leveren ook een bijdrage aan de kosmische stralingswetenschap, door de samenstelling van kosmische straling te onderzoeken en nieuwe informatie te verschaffen over fundamentele deeltjesinteracties bij zeer hoge energieën die in aardse versnellers onbereikbaar zijn.

KM3NeT biedt ook interdisciplinaire mogelijkheden voor continue, realtime metingen in de Middellandse Zee van optische en akoestische gegevens, evenals zeestromingen en temperatuur, die ook nuttig zijn voor mariene biologie, oceanografie of milieuwetenschappen.

Hoe krijgt u toegang tot de infrastructuur? 

1. Toegang tot gegevens: gegevens worden verwerkt om ze betekenisvol te maken voor de gebruikers. De toegang tot gegevens is gedurende een bepaalde embargo-periode exclusief voorbehouden aan leden van de samenwerking.
2. Toegang tot gebruikerspoorten: aard- en zeeonderzoekers (en anderen) krijgen de mogelijkheid om hun apparaten aan te sluiten op de gebruikerspoorten.
3. Observatietijd: er worden nieuwe of aanvullende filteralgoritmen (""observatiefilters"") geïmplementeerd om te zoeken naar neutrino's uit bijvoorbeeld specifieke astrofysische bronnen.
4. Waarschuwingsnetwerken: er is een netwerksysteem opgezet. KM3NeT zal waarschuwingen versturen naar andere knooppunten van dit systeem en zal waarschuwingen van deze knooppunten ontvangen en opvolgen.