南極2.4公里冰下建成巨型望遠鏡(組圖)

2010-12-27 18:26

最後的電子光學組件(DOMs)被放入組成冰立方陣列的一個冰洞裡，冰立方是全球最大的中微子望遠鏡，它建在美國阿蒙森·史考特南極站附近的南極凍原下。

冰立方陣列由放進很深的冰洞裡的眾多感測器串組成。靠近冰面的IceTop由兩層探測器組成。圖的右下角繪製的巴黎埃菲爾鐵塔的圖像，是用來與這個探測器進行對比，讓它的大小更加一目瞭然。

斯德哥爾摩大學的馬提亞斯·丹寧格爾正在協助安裝最後的電子光學組件

冰立方中微子天文臺的建設工作已經完成

北京時間12月27日消息，在南極洲8000英尺(2.44公里)深的冰層下，巨型望遠鏡——冰立方中微子望遠鏡的建設工作已經完成。

冰立方中微子天文臺是建在南極的一個巨型望遠鏡，它的目的是發現以光速穿過地球的中微子，這是一種令人難以捉摸的亞原子粒子。儘管科學家利用冰立方收集數據的時間已經長達數年，但是它的建設工作直到上週末才結束。人們對中微子知之甚少，但是認為它們攜帶著有關我們的星系和神秘黑洞誕生的信息。

物理學家認為，中微子在猛烈的宇宙事件中誕生，例如位於宇宙邊緣的遙遠星系相撞或黑洞的產物。這些神秘的高能粒子能在太空裡穿行幾十億光年，而不會被磁場和原子吸收或偏轉運行方向。通過它們，科學家能找到一些有關宇宙最基本問題的答案。不過要實現這個目的，首先你要發現中微子。為此，科學家正在利用冰觀測中微子撞擊(組成水冰分子的)原子的罕見場面。

這個巨大的望遠鏡建在南極深達8000英尺(2.44公里)的冰原下。整個項目耗資2.79億美元，美國國家科學基金會為其提供了2.42億美元資助。建設工作的最後階段是為5160個光學感測器鑽86個孔，現在這些感測器已經安裝完畢，成為主探測器的組成部分。中微子與原子相撞產生的粒子名叫μ介子，生成的藍色光束被稱作「切倫科夫輻射」。由於南極冰的透明度極高，冰立方的光學感測器能發現這種藍光。
美國阿蒙森·史考特南極站附近的南極凍原上的冰立方實驗室。過去5年科學家一直在建這個望遠鏡，直到最近它才竣工

人們準備安裝最後的電子光學組件，它上面有全隊所有成員的簽名。

這是一束「切倫科夫光束」穿過冰立方望遠鏡的藝術概念圖

冰立方將會把南極μ介子及中微子探測器列陣（黃色圓柱體）團團圍住，後者是一個更小的中微子探測器。彩色斑點顯示的是通過冰立方陣列的中微子的路徑，這是由電子光學組件發現的。

美國阿蒙森·史考特南極站附近的南極凍原上的冰立方實驗室。過去5年科學家一直在建這個望遠鏡，直到最近它才竣工

科學家通過在亞原子相撞後進行的試驗，可以追蹤到中微子的運行方向、查找到它的起源，看一看它是由黑洞還是由撞擊星系產生的。然而，這一過程比探測μ介子更加複雜。因為每個μ介子都是由一個宇宙中微子產生，而位於探測器上方大氣裡的宇宙射線可以生成一百多萬個中微子。為了避免這種干擾，冰立方的感測器直接瞄準下方——經地心指向北極天空，用來探測穿過地球的中微子。

由於中微子是目前已知的唯一一種可以暢通無阻地穿過物質的粒子，故冰立方和南極μ介子及中微子探測器列陣(AMANDA)把地球當做過濾器，以便選出中微子與原子相撞產生的μ介子。令人捉摸不透的中微子的性質，還決定了冰立方的建設位置。中微子望遠鏡的透明度必須很高，以便分布很廣的感測器陣列可以發現撞擊產生的光，而且這個環境必須足夠黑，以防自然光產生干擾。除此以外，它還必須深埋地下，以避免南半球的宇宙射線對其產生干擾。南極冰符合所有這些條件。

天文臺的大小(邊長一公里的立方體冰塊)非常重要，因為這可增加中微子與原子相撞的機會，大大提高觀測成功率。另外，南極冰是用來觀測這種罕見事件的完美選擇。全球大部分冰裡都含有氣泡或其他雜質，這會使觀察結果產生誤差。而南極冰基本上完全是由水冰組成的巨大冰川，這意味著它包含更多原子，因此會大大增加中微子撞擊的機會。圓形探測器被串成串，放入用熱水鑽開鑿出來的冰洞裡，鑽每個冰洞需要融冰多達20萬加侖。每根電纜線上有60個感測器，86串這樣的感測器串組成冰立方的主探測器。