UGent op de Zuidpool

Neutrino’s behoren tot de minst begrepen elementaire deeltjes van het heelal. Omdat ze bijna nooit interageren met materie, vliegen ze ongehinderd door alles heen en zijn ze bijzonder moeilijk te detecteren. Momenteel wordt een kubieke kilometer Antarctisch ijs ingeschakeld om die geheimzinnige neutrino’s op te sporen. Ook de UGent stuurde drie doctoraatsstudenten naar het Amundsen-Scott South Pole Station: Arne Van Overloop, Freija Descamps en Tom Feusels werkten aan het IceCube Neutrino Observatorium.

“IceCube is een gigantische telescoop waarmee we proberen te kijken naar neutrino’s afkomstig uit supernova’s of uit supermassieve zwarte gaten ergens in het heelal”, legt Tom Feusels uit. “Die neutrino’s hebben geen elektrische lading en een zeer kleine massa, waardoor ze amper interageren met materie. Tijdens de zeldzame keren dat zo’n neutrino tóch op een atoomkern botst, ontstaat een elektron of een muon dat zo’n hoge energie heeft dat het sneller beweegt dan de snelheid van het licht in ijs. Dit veroorzaakt een blauwe lichtflits die we gemakkelijk kunnen detecteren omdat het Zuidpoolijs zeer doorzichtig is.”

Opvallend is dat IceCube naar de neutrino’s kijkt die van onder de Zuidpool komen en dus eerst door de aarde zijn gevlogen. “Op die manier gebruiken we de aarde als een gigantisch schild tegen andere deeltjes in de kosmische straling en blijven na doorgang door de aarde enkel de neutrino’s over.”

Boemerangen

Het Icecube-experiment ging van start in 2004. Tegen 2011 zouden zo’n 5.000 lichtgevoelige detectoren in de Antarctische ijsmassa geplaatst moeten worden. “We boren gaten van meer dan twee kilometer diep door het poolijs te smelten met warm water. Daarna laten we de kabels met de detectoren in het ijs zakken.” Dat werk kan enkel tussen november en februari uitgevoerd worden. Tijdens deze Antarctische zomermaanden lopen de temperaturen op tot -25°C en schijnt de zon er de klok rond. Op dat moment zijn er zo’n 250 mensen aan het werk. “Het station is klein, zodat er geen plaats is voor schoonmaakpersoneel en we zelf bijvoorbeeld de wc’s moeten kuisen. Er bestaat dus niet zoiets als een doorsnee dag, want iedereen helpt in principe met alles”, vertelt Tom Feusels. Op het moment dat hij ging slapen stond Freija op voor haar nachtshift. “Ik begon m’n dag met het avondeten en om half zeven begon m’n shift van twaalf uur en werkte ik door tot de ochtendvergadering. Als je aan de Zuidpool een hele dag in de buitenlucht werkt, verbruik je dubbel zoveel calorieën. De koks weten dat en gebruiken overvloedige hoeveelheden room en boter. We aten chocoladecakes en desserts om u tegen te zeggen en tóch vielen we af. Schitterend.”

“We aten chocoladecakes en desserts om U tegen te zeggen en tóch vielen we af. Schitterend!”

De drie UGent’ers vlogen via Nieuw-Zeeland. “Daar moesten we verplicht twee dagen blijven om te bekomen van de jetlag”, vertelt Freija Descamps. “Daarna namen we een militaire vlucht naar McMurdo, aan de kust van Antarctica, en uiteindelijk naar de Zuidpool zelf.” Bij Tom Feusels verliep die laatste reis iets minder vlot. “Door het slechte weer werd m’n vlucht keer op keer afgelast. Even begon ik te vrezen dat ik nooit meer op de Zuidpool zou geraken. ‘Boemerangen’ noemt men dat daar: telkens vol goede moed op een vliegtuig stappen en halfweg rechtsomkeer moeten maken omdat het weer te slecht is geworden. Het record staat op zeven keer. En een C-17 is niet meteen het meest comfortabele ding om je in te verplaatsen.”

Zuurstof-high

Iedereen die naar de Zuidpool komt moet een uitgebreid medisch onderzoek ondergaan. Aangezien de Zuidpool drie kilometer boven de zeespiegel ligt, is hoogteziekte en zuurstofgebrek er een veel voorkomend probleem. Freija Descamps: “Ik ben daar nog steeds van onder de indruk. Toen ik voor het eerst uit het vliegtuig stapte, raakte ik amper vooruit en had ik na twintig meter al goesting om op de grond te gaan zitten. Ook trappen opstappen was ontzettend vermoeiend: je voelt gewoon dat je te weinig zuurstof hebt. Vooral veel water drinken is belangrijk. De Zuidpool is de droogste plaats ter wereld. Wanneer ik uit de douche stapte was mijn haar meteen droog. We namen ook enkele dagen medicatie om ons sneller te kunnen aanpassen aan de hoogte: een vorm van doping die hemoglobine aanmaakt en het zuurstoftransport sneller laat gaan. Na twee weken is je bloed wel aangepast en ben je die omstandigheden gewoon.”

Tom had daar minder last van: “Toen ik eindelijk toekwam, had ik zoveel adrenaline dat ik samen met twee Duitsers meteen het hele station wou gaan verkennen. Ze verklaarden ons zot. Al voelde ik vanaf de tweede dag ook wel de vermoeidheid bij het wandelen en liet ik me gewoon meevoeren. Het omgekeerde geldt natuurlijk ook: toen we opnieuw op zeeniveau kwamen, ging alles vanzelf en voelden we ons drie dagen lang superman. We konden bijna niet meer slapen omdat we zó zuurstof-high waren.”

Race around the world

Hoewel de natuur aan de kusten van Antarctica oogverblindend mooi is en er orka’s, vulkanen en pinguïns te bewonderen zijn, prefereren de meesten de immense witte leegte van de zuidpool zelf. Zo ook Freija en Tom: “Die oneindige uitgestrektheid waar helemaal niets te zien is, behalve onze eigen gebouwen, het lijkt wel iets futuristisch. Het Amundsen-Scott South Pole Station ligt vlak bij de geografische zuidpool, en het is ook een vreemd gevoel wanneer je bedenkt dat je juist op het uiteinde van de aardas staat”, vertelt Freija Descamps. “Arne en ik zijn op een bepaald moment met onze sneeuwscooters weggereden van het station om die leegte en die stilte te ervaren. Toen zagen we ook een halo: een optische illusie van mooie ringen rond de zon doordat ijskristalletjes in de lucht op een bepaalde manier georiënteerd zijn. Die halo, samen met die blauwe lucht en die witte uitgestrektheid geeft je een speciaal gevoel. Je voelt je dan heel klein. We hoorden ook helemaal niets, behalve het gekraak van het ijs en de wind. En het lawaai van onze sneeuwscooters. Die afzetten zou iets te riskant zijn: stel je voor dat we ze niet meer zouden kunnen opstarten!”

‘Work hard and play hard’ is de leuze aan de zuidpool. “En dat hebben we ook kunnen ondervinden”, bevestigt Freija. “Er worden zelfs jaarlijks terugkomende activiteiten georganiseerd. Zo is er het Southpole International Filmfestival: een festival waarin we amateurfilmpjes maakten over het leven op de zuidpool en waarnaar het hele station dan kwam kijken. Elk jaar rond kerstmis wordt er ook de ‘race around the world’ georganiseerd: een ludieke loopwedstrijd rond de geografische zuidpool. Daarbij hoorde ook een parade waarbij we ons verkleedden en we ons in onze zelf-in-elkaar-geknutselde parade-karren lieten voorttrekken door onze bulldozertjes. En dan was er nog de ijssculpturencompetitie waarbij originele sculpturen gebeeldhouwd werden uit blokken ijs. We hebben dus kunnen genieten van onze vrije tijd.”

De bouw van IceCube is bijna voltooid. Er moeten nog zeven gaten geboord worden en volgend jaar is het laatste constructieseizoen. Momenteel worden de data echter al geanalyseerd in de universiteiten die meewerken aan het project. Bedoeling van dit alles is meer inzicht te krijgen in de aard van het mysterieuze neutrino en meer te weten te komen over de extragalactische objecten waarvan die hoogenergetische neutrino’s afkomstig zijn.