El centro de astrofísica de partículas IceCube fortalece los lazos con las partículas fantasmales mediante el uso de puentes de fibra reforzados de Clearfield

En el corazón de la Antártida (el Polo Sur), el Centro de Astrofísica de Partículas IceCube de Wisconsin (WIPAC) de la Universidad de Wisconsin está realizando experimentos de proyecto para detectar partículas subatómicas diminutas y escurridizas, llamadas neutrinos. Los sensores construidos para detectar estas partículas brindan una forma exclusiva de encontrar y estudiar neutrinos y lo que pueden decirnos sobre eventos cósmicos inexplicables en el universo, como estrellas en explosión y agujeros negros. WIPAC ha creado dos proyectos individuales, el "Proyecto IceCube" y el "Proyecto ARA" para recopilar información de estos sensores colocados en las profundidades del hielo antártico. Los científicos han construido una red de comunicaciones que transporta los datos recopilados de los elementos detectores perforados profundamente en el hielo antártico de regreso a un punto de agregación central.

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Instrumentos utilizados para el Proyecto IceCube

Sobre el Proyecto IceCube

El Observatorio de Neutrinos IceCube es un detector de partículas en el Polo Sur que registra las interacciones de una partícula subatómica casi sin masa llamada neutrino. IceCube busca neutrinos de las fuentes astrofísicas más violentas: eventos como estrellas en explosión, estallidos de rayos gamma y fenómenos cataclísmicos que involucran agujeros negros y estrellas de neutrones.

La red IceCube original se construyó utilizando una red troncal de cobre para alimentar los datos al punto de agregación. Ahora, una expansión del detector actualmente en desarrollo, IceCube Upgrade, utilizará una red de fibra óptica para comunicaciones y sincronización precisa. La fibra óptica reemplazará el cableado de superficie de cobre y sentará las bases para extensiones más grandes en el futuro.

Sobre el Proyecto ARA

El Askaryan Radio Array (ARA) es un conjunto de detectores de radio, actualmente en desarrollo en el Polo Sur, diseñado para la detección de neutrinos cósmicos de ultra alta energía. El objetivo es detectar el flujo de neutrinos cosmogénicos a energías superiores a 10^17 eV. Hay planes en marcha para una mayor construcción en el Polo Sur, utilizando fibra óptica para proporcionar comunicaciones más rápidas.

Desafíos del proyecto

Con temperaturas invernales antárticas que caen a -104 °F en invierno (e incluso temperaturas de verano tan bajas como -15 °F que hielan los huesos), administrar y mantener una red de fibra óptica en el Polo Sur es especialmente desafiante. Los éxitos de los proyectos del Observatorio de Neutrinos IceCube se basan en productos que resisten condiciones ambientales extremadamente duras, así como en la capacidad de transportar estos datos a largas distancias.

Las soluciones de cobre tradicionales requieren múltiples sitios de regeneración de señal y la capacidad de alimentar cada uno de estos sitios. Este requisito hace que el despliegue de un conjunto de antenas de esta escala sea prácticamente imposible. Entonces, los científicos recurrieron a la fibra óptica. Descubrieron desde el principio que el uso de puentes de fibra óptica estándar con clasificaciones de temperatura publicitadas, por lo general de hasta -40 °F, no funcionaba sin fallas en la cubierta exterior y las fallas posteriores de la fibra.

Buscando respuestas

Para crear prototipos de redes de sincronización y comunicación de próxima generación, el proyecto IceCube desarrolló un banco de pruebas a pequeña escala en el Polo Sur utilizando puentes de fibra reforzados Clearfield para aplicaciones tanto en interiores como en exteriores. Desplegaron estas fibras resistentes en uniones ópticas y cajas electrónicas enterradas bajo la superficie helada. El desempeño en climas fríos de los puentes de fibra reforzados de Clearfield resultó exitoso y fue un factor impulsor para su uso en el proyecto. Brindar protección en temperaturas tan frías como -104 °F sin dejar de ser flexible y sin agregar atenuación medible al enlace de fibra fueron factores críticos para que su implementación tuviera éxito. Estos factores hicieron factible el uso de fibra para pasar del cobre a la fibra en la actualización de IceCube y para implementar el conjunto de antenas a gran escala llamado Askaryan Radio Array (ARA).

“Tener productos verdaderamente reforzados es increíblemente crucial en un entorno extremadamente frío en el Polo Sur. Un producto defectuoso es el talón de Aquiles de las redes... y las duras condiciones ambientales hacen que esto sea aún más difícil de solucionar. Los cables puente de fibra reforzados de Clearfield tienen una calidad asombrosa y resisten todos los desafíos”, dice el Dr. John Kelley, Gerente de Operaciones de Detectores de IceCube, Centro de Astrofísica de Partículas IceCube de Wisconsin (WIPAC), Universidad de Wisconsin—Madison.

Resultados

Dado el tamaño y el alcance de la expansión esperada de la matriz de neutrinos, es fundamental tener confianza en la red de fibra de apoyo y sus componentes asociados. Con arreglos de antena separados por 2 km o más y con más de 30 sitios planificados para su implementación futura, el rendimiento de los puentes de fibra de Clearfield garantiza que los datos fluirán desde estos sitios al DAQ. Esto brinda a los científicos de la estación ARA una mejor comprensión de los objetos en el espacio que antes eran inalcanzables, arrojando una nueva "luz" sobre esos misteriosos agujeros negros.

Jumpers de fibra reforzados para exterior

Acerca del Centro de Astrofísica de Partículas IceCube de Wisconsin

Para obtener más información sobre el trabajo que se está realizando, visite https://wipac.wisc.edu/science/projects

Acerca de Clearfield, Inc.

Clearfield, Inc. (NASDAQ: CLFD) diseña, fabrica y distribuye productos de administración, protección y entrega de fibra óptica para redes de comunicaciones. Nuestra plataforma de "fibra hasta cualquier lugar" cumple con los requisitos únicos de los principales operadores de intercambio local establecidos (operadores tradicionales), operadores de intercambio local competitivos (operadores alternativos) y empresas de MSO/TV por cable, al mismo tiempo que satisface las necesidades de banda ancha de la empresa de servicios públicos/municipalidad. , empresas, centros de datos y mercados militares. Con sede en Minneapolis, MN, Clearfield implementa más de un millón de puertos de fibra cada año. Para obtener más información, visite www.SeeClearfield.com.