|
據國外媒體報道，科學家在南極深處打造巨型望遠鏡搜尋神秘的中微子，深度達到了冰層下8000英尺，耗時近十年。建成該巨型望遠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家了解宇宙的起源之謎。目前，科學家正在使用這臺堪稱世界上最大的望遠鏡，雖然它“深埋”在南極冰層下，但這項研究卻可以發現“微小的電中性粒子”的蹤跡。 這座巨型望遠鏡被科學家們稱為“冰立方”（IceCube），意喻為該望遠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”中微子探測望遠鏡陣列的一個重要部件為數字化光模塊(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，科學家將數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連接，部署在數個區域陣列中。 
圖1 “冰立方”中微子探測望遠鏡陣列
圖2 “冰立方”中微子探測望遠鏡陣列構造解析圖 “冰立方”中微子探測望遠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，科學家推測中微子攜帶了關于我們星系誕生以及黑洞奧秘的信息。在此之前，物理學家們認為宇宙中發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象之中，比如星系間碰撞、遙遠黑洞發生的不為人知事件等等，一般發生的區域可認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被磁場或者原子所吸收、偏轉，科學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”中微子探測望遠鏡陣列的設計目的就是用來探測中微子，它們來自遙遠的恒星爆發事件，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現與希格斯玻色子特征幾乎符合的新粒子以來，中微子望遠鏡目前正受到關注。
圖3 “冰立方”中微子探測望遠鏡陣列深達8000英尺 根據在“冰立方”中微子探測望遠鏡陣列工作的科學家新西蘭坎特伯雷大學物理學家珍妮·亞當斯（Jenni Adams）介紹：“如果你舉起手指，每秒將有數千億個來自太陽的中微子穿過你的手指。”由于中微子可產生藍色切倫科夫輻射，數字化光模塊傳感器可探測到中微子的運行軌跡。 研究人員之所以將巨型望遠鏡陣列部署在南極冰層下方，是因為大型冰川可增加中微子與原子的撞擊發生率，而且插入深孔中的柱形探測器形成了陣列分布，數千英尺的冰層下可避免光線干擾，保護中微子望遠鏡陣列。物理學家珍妮·亞當斯在墨爾本舉行的高能物理國際會議上提出，如果我們星系中的一顆超新星現在被觀測到爆發，“冰立方”中微子探測望遠鏡陣列就能捕捉到數百個中微子。 圖中藝術家繪制的“冰立方”中微子探測望遠鏡陣列中，黃色的部分就是圓柱形就是μ介子及中微子探測器列陣，其他的彩色點為通過探測器時被檢測到的中微子。科學家們試圖跟蹤這些粒子，發現其發射源，可能揭開宇宙暗物質等不可見的神秘線索。 早在2010年之前，“冰立方”中微子探測望遠鏡陣列就基本已經建成，科學家們已經探測到了14個中微子。然而，在地中海海底還擁有一座巨型中微子望遠鏡探測陣列，其位于水下2500米左右的深處，被命名為“心宿二”（ANTARES）中微子望遠鏡，該望遠鏡已經探測到數以百計的中微子。到目前為止，科學家監測到的中微子基本是由地球大氣層中產生的，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宇宙空間的中微子信息。 來源：騰訊科技 |
