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科学家南极建8千英里深天文台 以捕捉空间粒子

来源:搜狐科学
2010年12月27日09:22
冰立方工程师正在用热水钻开凿后的冰洞里架设光学感应器

冰立方中微子探测器整体内部构造示意图

冰立方科学家手里捧着篮球大小的带有电缆的光感应器模块

  【搜狐科学消息】据国外媒体报道,日前,世界上最奇怪的天文台在南极冰川8000英里深处完工,该天文台被称为南极冰立方中微子天文台(IceCube Neutrino),用于探测难以捉摸的次原子物质中微子。截至目前,科学家对中微子所知甚少,只知道它以光速在空间穿梭,可能蕴含着关于空间起源和黑洞奥秘的信息。

  冰立方巨型天文台位于南极平原8000多英里深的地下,其大小规模有1 立方千米。这项由美国、日本、英国、德国、比利时、荷兰、瑞典和新西兰8 个国家参与的科学探索计划,从2005~2006 年南极的夏季开始实施,该计划大约投资2.57 亿美元,其中美国美国国家科学基金会( National Science Foundation)投资2.42亿美元,其余由其他七国分担。该天文台是由5160个光检波器组成的巨大而独特的天文观测系统。

这些中微子感应器好似望远镜的镜头时刻监视切伦科夫辐射的蓝色闪光


  如果中微子和冰或者岩石发生碰撞,就会产生类似电子那样的称为m介子的重基本粒子,并释放出称为“切伦科夫辐射”的微弱的光,在南极超透明冰块下,冰立方光检波器可以捕捉到该蓝色光,科学家可以利用光的痕迹追踪中微子的方向,最终找到其最初的起源点。

  物理学家认为,中微子产生于剧烈的宇宙事件,如星系碰撞或遥远的宇宙黑洞。这些中微子能够在空间穿梭数十亿光年而没有受到磁场或原子的影响,表明该神秘物质拥有巨大能量,有可能为宇宙起源的问题提供重要的线索。科学家利用冰块捕捉中微子撞击由水分子构成的原子的罕见瞬间。

  中微子是目前所发现的唯一可以畅通无阻穿越物质的粒子,因此冰立方利用行星作为过滤器,筛选仅仅是中微子碰撞产生的m介子。同时,中微子难以捕捉的特性也对天文台的位置有严格要求,望远镜必须位于极其透明的空间,这样微弱的蓝光才可以穿过广泛散布的光检波器,同时该空间必须足够黑暗以避免自然光的干扰。不仅如此,该天文台必须达到足够的深度以避免宇宙射线的干扰,南极冰川满足上述所有的要求,是建立冰立方天文台的最佳地点。(尚力)

  

(责任编辑:罗园)
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