科學家南極建8千英裡深天文臺 以捕捉空間粒子

2020-12-06 搜狐網
冰立方工程師正在用熱水鑽開鑿後的冰洞裡架設光學感應器
冰立方科學家手裡捧著籃球大小的帶有電纜的光感應器模塊

　　【搜狐科學消息】據國外媒體報導，日前，世界上最奇怪的天文臺在南極冰川8000英裡深處完工，該天文臺被稱為南極冰立方中微子天文臺（IceCube Neutrino），用於探測難以捉摸的次原子物質中微子。截至目前，科學家對中微子所知甚少，只知道它以光速在空間穿梭，可能蘊含著關於空間起源和黑洞奧秘的信息。

　　冰立方巨型天文臺位於南極平原8000多英裡深的地下，其大小規模有1 立方千米。這項由美國、日本、英國、德國、比利時、荷蘭、瑞典和紐西蘭8 個國家參與的科學探索計劃，從2005~2006 年南極的夏季開始實施，該計劃大約投資2.57 億美元，其中美國美國國家科學基金會（ National Science Foundation）投資2.42億美元，其餘由其他七國分擔。該天文臺是由5160個光檢波器組成的巨大而獨特的天文觀測系統。

這些中微子感應器好似望遠鏡的鏡頭時刻監視切倫科夫輻射的藍色閃光

　　如果中微子和冰或者巖石發生碰撞，就會產生類似電子那樣的稱為m介子的重基本粒子，並釋放出稱為「切倫科夫輻射」的微弱的光，在南極超透明冰塊下，冰立方光檢波器可以捕捉到該藍色光，科學家可以利用光的痕跡追蹤中微子的方向，最終找到其最初的起源點。

　　物理學家認為，中微子產生於劇烈的宇宙事件，如星系碰撞或遙遠的宇宙黑洞。這些中微子能夠在空間穿梭數十億光年而沒有受到磁場或原子的影響，表明該神秘物質擁有巨大能量，有可能為宇宙起源的問題提供重要的線索。科學家利用冰塊捕捉中微子撞擊由水分子構成的原子的罕見瞬間。

　　中微子是目前所發現的唯一可以暢通無阻穿越物質的粒子，因此冰立方利用行星作為過濾器，篩選僅僅是中微子碰撞產生的m介子。同時，中微子難以捕捉的特性也對天文臺的位置有嚴格要求，望遠鏡必須位於極其透明的空間，這樣微弱的藍光才可以穿過廣泛散布的光檢波器，同時該空間必須足夠黑暗以避免自然光的幹擾。不僅如此，該天文臺必須達到足夠的深度以避免宇宙射線的幹擾，南極冰川滿足上述所有的要求，是建立冰立方天文臺的最佳地點。（尚力）

　　

(責任編輯：羅園)

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