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據(jù)國外媒體報(bào)道，科學(xué)家在南極深處打造巨型望遠(yuǎn)鏡搜尋神秘的中微子，深度達(dá)到了冰層下8000英尺，耗時(shí)近十年。建成該巨型望遠(yuǎn)鏡有助于研究人員揭開中微子的奧秘，該粒子可以幫助科學(xué)家了解宇宙的起源之謎。目前，科學(xué)家正在使用這臺堪稱世界上最大的望遠(yuǎn)鏡，雖然它“深埋”在南極冰層下，但這項(xiàng)研究卻可以發(fā)現(xiàn)“微小的電中性粒子”的蹤跡。 這座巨型望遠(yuǎn)鏡被科學(xué)家們稱為“冰立方”（IceCube），意喻為該望遠(yuǎn)鏡陣列覆蓋了南極大陸將近一立方千米的冰層，并處于冰層下數(shù)千英尺深處。比帝國大廈、位于芝加哥的西爾斯大廈、以及上海的世界金融中心等大廈加在一起還要龐大。“冰立方”中微子探測望遠(yuǎn)鏡陣列的一個(gè)重要部件為數(shù)字化光模塊(DOM)，這是一種特殊制造的傳感器來捕捉中微子，在安裝過程中，科學(xué)家將數(shù)字化光模塊嵌入到深度極大的冰孔中，并將其與主干光纖網(wǎng)連接，部署在數(shù)個(gè)區(qū)域陣列中。 
圖1 “冰立方”中微子探測望遠(yuǎn)鏡陣列
圖2 “冰立方”中微子探測望遠(yuǎn)鏡陣列構(gòu)造解析圖 “冰立方”中微子探測望遠(yuǎn)鏡陣列的位置處于阿蒙森-斯科特（Amundsen-Scott）南極站附近，共分為地面控制站與地下探測器陣列兩層。中微子作為繼“上帝粒子”之后又一種謎一樣的基本粒子，我們對中微子的了解甚少，科學(xué)家推測中微子攜帶了關(guān)于我們星系誕生以及黑洞奧秘的信息。在此之前，物理學(xué)家們認(rèn)為宇宙中發(fā)生的極端事件都存在中微子的身影，它們誕生于這些宇宙現(xiàn)象之中，比如星系間碰撞、遙遠(yuǎn)黑洞發(fā)生的不為人知事件等等，一般發(fā)生的區(qū)域可認(rèn)為是宇宙的邊緣地帶。這些神秘的中微子可穿過宇宙空間而并不會(huì)被磁場或者原子所吸收、偏轉(zhuǎn)，科學(xué)家們對神秘高能粒子的研究可揭示出一些宇宙基本問題的奧秘。“冰立方”中微子探測望遠(yuǎn)鏡陣列的設(shè)計(jì)目的就是用來探測中微子，它們來自遙遠(yuǎn)的恒星爆發(fā)事件，以接近光的速度穿過宇宙空間，繼上周歐洲核子研究中心宣布發(fā)現(xiàn)與希格斯玻色子特征幾乎符合的新粒子以來，中微子望遠(yuǎn)鏡目前正受到關(guān)注。
圖3 “冰立方”中微子探測望遠(yuǎn)鏡陣列深達(dá)8000英尺 根據(jù)在“冰立方”中微子探測望遠(yuǎn)鏡陣列工作的科學(xué)家新西蘭坎特伯雷大學(xué)物理學(xué)家珍妮·亞當(dāng)斯（Jenni Adams）介紹：“如果你舉起手指，每秒將有數(shù)千億個(gè)來自太陽的中微子穿過你的手指。”由于中微子可產(chǎn)生藍(lán)色切倫科夫輻射，數(shù)字化光模塊傳感器可探測到中微子的運(yùn)行軌跡。 研究人員之所以將巨型望遠(yuǎn)鏡陣列部署在南極冰層下方，是因?yàn)榇笮捅ǹ稍黾又形⒆优c原子的撞擊發(fā)生率，而且插入深孔中的柱形探測器形成了陣列分布，數(shù)千英尺的冰層下可避免光線干擾，保護(hù)中微子望遠(yuǎn)鏡陣列。物理學(xué)家珍妮·亞當(dāng)斯在墨爾本舉行的高能物理國際會(huì)議上提出，如果我們星系中的一顆超新星現(xiàn)在被觀測到爆發(fā)，“冰立方”中微子探測望遠(yuǎn)鏡陣列就能捕捉到數(shù)百個(gè)中微子。 圖中藝術(shù)家繪制的“冰立方”中微子探測望遠(yuǎn)鏡陣列中，黃色的部分就是圓柱形就是μ介子及中微子探測器列陣，其他的彩色點(diǎn)為通過探測器時(shí)被檢測到的中微子。科學(xué)家們試圖跟蹤這些粒子，發(fā)現(xiàn)其發(fā)射源，可能揭開宇宙暗物質(zhì)等不可見的神秘線索。 早在2010年之前，“冰立方”中微子探測望遠(yuǎn)鏡陣列就基本已經(jīng)建成，科學(xué)家們已經(jīng)探測到了14個(gè)中微子。然而，在地中海海底還擁有一座巨型中微子望遠(yuǎn)鏡探測陣列，其位于水下2500米左右的深處，被命名為“心宿二”（ANTARES）中微子望遠(yuǎn)鏡，該望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)探測到數(shù)以百計(jì)的中微子。到目前為止，科學(xué)家監(jiān)測到的中微子基本是由地球大氣層中產(chǎn)生的，這些能量較低的μ介子路徑較短，未來希望能探測到來自遙遠(yuǎn)宇宙空間的中微子信息。 來源：騰訊科技 |
