收藏本站 劰载中...网站公告 | 吾爱海洋论坛交流QQ群:835383472

【海洋之谜】南极2.4公里冰下建成巨型望远镜

[复制链接]

0 N( N: h+ s7 H" V) B1 ]: ?                               
登录/注册后可看大图
# X" G4 ~4 r6 v4 J8 A' @' N" ?
最后的电子光学组件(DOMs)被放入组成冰立方阵列的一个冰洞里,冰立方是全球最大的中微子望远镜,它建在美国阿蒙森·史考特南极站附近的南极冻原下。

- P: Z  Y7 f" |4 [+ m( E

/ a) C) F, z8 n! z# d+ [9 U5 t
( R0 T# p7 D* F- d" k- Q. T6 O
                               
登录/注册后可看大图

& B" n- c9 e: X# Z! g% q; a

1 S4 c( J* n8 M, K
  冰立方阵列由放进很深的冰洞里的众多传感器串组成。靠近冰面的IceTop由两层探测器组成。图的右下角绘制的巴黎埃菲尔铁塔的图像,是用来与这个探测器进行对比,让它的大小更加一目了然。
7 ^+ z- @; e. [5 ?7 Z

8 P, p1 M7 Q& w% i9 w' n
7 R) K& Z. z; |
                               
登录/注册后可看大图
7 s* |, D6 W: k5 Q

( e5 I, V. c' S5 g. J7 x% Y
斯德哥尔摩大学的马提亚斯·丹宁格尔正在协助安装最后的电子光学组件
" W- P) q" e8 j& x
9 K/ ?0 e& L, |: {7 D3 K. r

3 I1 o. O! E3 o2 U# I' B                               
登录/注册后可看大图

5 O/ I7 k9 E. |- r; P3 F  q
9 n% g: {; ~& t
冰立方中微子天文台的建设工作已经完成
$ z* r- x7 Q# }3 M2 `
0 d( S5 B3 E/ F, k

5 r* V' P6 o7 [5 o  12月27日,在南极洲8000英尺(2.44公里)深的冰层下,巨型望远镜——冰立方中微子望远镜的建设工作已经完成。
: y) L: H$ V3 W/ S  p5 N; i  冰立方中微子天文台是建在南极的一个巨型望远镜,它的目的是发现以光速穿过地球的中微子,这是一种令人难以捉摸的亚原子粒子。尽管科学家利用冰立方收集数据的时间已经长达数年,但是它的建设工作直到上周末才结束。人们对中微子知之甚少,但是认为它们携带着有关我们的星系和神秘黑洞诞生的信息。& [+ G  `, c$ `9 y$ B
  物理学家认为,中微子在猛烈的宇宙事件中诞生,例如位于宇宙边缘的遥远星系相撞或黑洞的产物。这些神秘的高能粒子能在太空里穿行几十亿光年,而不会被磁场和原子吸收或偏转运行方向。通过它们,科学家能找到一些有关宇宙最基本问题的答案。不过要实现这个目的,首先你要发现中微子。为此,科学家正在利用冰观测中微子撞击(组成水冰分子的)原子的罕见场面。
2 `. M1 D9 T8 h5 W5 }* _1 u  这个巨大的望远镜建在南极深达8000英尺(2.44公里)的冰原下。整个项目耗资2.79亿美元,美国国家科学基金会为其提供了2.42亿美元资助。建设工作的最后阶段是为5160个光学传感器钻86个孔,现在这些传感器已经安装完毕,成为主探测器的组成部分。中微子与原子相撞产生的粒子名叫μ介子,生成的蓝色光束被称作“切伦科夫辐射”。由于南极冰的透明度极高,冰立方的光学传感器能发现这种蓝光。
3 Z6 s: a! p' x# T! ][NextPage]
0 W3 c' D5 e: ?- g

% m, N0 B# G0 _                               
登录/注册后可看大图

) y; V) k! M' V" B) s

0 G& n' S* {; c# {$ B9 u
人们准备安装最后的电子光学组件,它上面有全队所有成员的签名。
. K: e) k# I, L* H' x
  
6 M5 @" s; j9 \2 l. e

% C; N% G$ y9 }6 T! `1 w( f                               
登录/注册后可看大图

: W4 _8 e$ S8 U4 T# A

" C: h% z, e$ S5 ~% g* o( n
这是一束“切伦科夫光束”穿过冰立方望远镜的艺术概念图

# {8 P# ?0 V# o& ]
( ^  R- b, D1 J, P4 \# A: t
- j/ X3 ~% f9 Z$ c& [
                               
登录/注册后可看大图
# |& ~1 u4 {* \9 [' g6 e$ b
- b7 a) T/ S; k8 E& I, }, w1 {; o& w
  冰立方将会把南极μ介子及中微子探测器列阵(黄色圆柱体)团团围住,后者是一个更小的中微子探测器。彩色斑点显示的是通过冰立方阵列的中微子的路径,这是由电子光学组件发现的。
) m- _* T, j! {
" q# e; _5 x4 @; E: M1 D1 i3 J

5 D( c- G( R; B! E                               
登录/注册后可看大图
3 x. B; ~# N) `. _1 I3 L
1 H+ d1 Y( M! j' d) i
  美国阿蒙森·史考特南极站附近的南极冻原上的冰立方实验室。过去5年科学家一直在建这个望远镜,直到最近它才竣工
' v$ L' a, d% b: x

( \. I' o5 @" ]( _4 n. p
! v2 P. R. F0 s
  科学家通过在亚原子相撞后进行的试验,可以追踪到中微子的运行方向、查找到它的起源,看一看它是由黑洞还是由撞击星系产生的。然而,这一过程比探测μ介子更加复杂。因为每个μ介子都是由一个宇宙中微子产生,而位于探测器上方大气里的宇宙射线可以生成一百多万个中微子。为了避免这种干扰,冰立方的传感器直接瞄准下方——经地心指向北极天空,用来探测穿过地球的中微子。
6 g1 ]( @. |. d1 N2 M6 c9 E  由于中微子是目前已知的唯一一种可以畅通无阻地穿过物质的粒子,故冰立方和南极μ介子及中微子探测器列阵(AMANDA)把地球当做过滤器,以便选出中微子与原子相撞产生的μ介子。令人捉摸不透的中微子的性质,还决定了冰立方的建设位置。中微子望远镜的透明度必须很高,以便分布很广的传感器阵列可以发现撞击产生的光,而且这个环境必须足够黑,以防自然光产生干扰。除此以外,它还必须深埋地下,以避免南半球的宇宙射线对其产生干扰。南极冰符合所有这些条件。3 @' u  `( c% N
  天文台的大小(边长一公里的立方体冰块)非常重要,因为这可增加中微子与原子相撞的机会,大大提高观测成功率。另外,南极冰是用来观测这种罕见事件的完美选择。全球大部分冰里都含有气泡或其他杂质,这会使观察结果产生误差。而南极冰基本上完全是由水冰组成的巨大冰川,这意味着它包含更多原子,因此会大大增加中微子撞击的机会。圆形探测器被串成串,放入用热水钻开凿出来的冰洞里,钻每个冰洞需要融冰多达20万加仑。每根电缆线上有60个传感器,86串这样的传感器串组成冰立方的主探测器。
回复

举报 使用道具

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
滕3269
活跃在2021-8-1
快速回复 返回顶部 返回列表