
研究人員今天宣布,世界上最大的中微子望遠鏡是由南極的巨大冰塊製成的 - 旨在檢測到光速接近光速的亞原子顆粒。
Icecube中微子天文台的構建於12月18日(新西蘭時間)結束,儘管它已經在微小粒子上收集了數年的數據。
中微子是接近光速的亞原子顆粒。有些中微子來自陽光,而另一些則來自宇宙射線與地球的大氣和天文來源相互作用,例如在銀河系和其他遙遠的星系。
在任何給定的時刻,大量的中微子流過您的身體,但它們很少與常規物質相互作用。因此,他們對涉及中子星和黑洞的宇宙中最暴力的過程提供了獨特的調查。他們甚至可能揭示出對暗物質的見解,暗物質是物理學家認為構成宇宙中大部分物質的無形物質。
檢測亞原子顆粒
但是中微子很難捕獲。因此,科學家正在使用冰和很多冰,以觀察那種稀有的中微子,該中微子墜入構成水冰分子的原子之一。
巨型望遠鏡是在南極高原的冰上建造的南極。最後的施工延伸以5,160個光學傳感器的最後一個孔中的最後一個孔鑽孔結束,該孔現已安裝以形成主探測器。
這樣的傳感器和探測器將觀看Muons,這是由中微子冰原子碰撞產生的粒子。在此類深度存在的超透明冰中,MUON輻射藍光,藍光由IceCube的光學傳感器檢測到。 MUON保留了原始中微子的方向,因此指向其宇宙來源。
天文台的大小 - 立方公里的冰 - 很重要,因為它增加了可以觀察到的潛在碰撞數量。此外,南極的冰類型非常適合檢測罕見的碰撞。大多數冰中包含氣泡和其他會扭曲測量的口袋。
但是在南極,基本上是一個巨大的冰川,幾乎完全由水冰組成。那裡的冰面在極大的壓力下,隨著越來越多的雪下降,冰被壓扁,直到最純淨為止。這意味著在冰內負載原子,以增加崩潰的機會。 [地球上最惡劣的環境]
它是如何建造的
一項4.8兆瓦的熱水鑽可以在不到兩天的時間內將超過1.2英里(2公里)穿透到冰中,以建造天文台。熱水鑽在冰蓋中後,工人將電纜串上的光學傳感器降低到4,757至8,038英尺(1,450和2,450米)之間。這些深度的冰是黑暗的,非常透明。
每個電纜串都有60個深度的傳感器; 86個字符串構成了主要的Icecube檢測器。此外,又有四個傳感器坐在每個字符串上方的冰頂上,形成了冰etop陣列。 ICETOP陣列與IceCube檢測器結合形成了IceCube天文台,其傳感器記錄了中微子相互作用。
與許多大型科學項目不同,IceCube在施工完成之前就開始錄製數據。自2005年以來的第一個部署季節以來,每年,傳感器字符串的新配置開始獲取數據。每年,隨著探測器的增長,更多的數據從南極到威斯康星大學以及科學家分析它們的世界各地的數據倉庫。
“即使在項目的挑戰階段,我們也發表了有關搜索暗物質的結果,並在宇宙射線的到達方向上發現了有趣的模式。iCecube已將大氣中微子束的測量擴展到了超過100 TEV的能源,”弗朗西斯·哈爾頓(Francis Halzen)說,這是釋放的弗朗西斯·哈爾茲(Francis Halzen)。 “隨著IceCube的完成,我們正在達到一種敏感性,這可能使我們可以從太陽以外的來源中看到中微子。”
天文台的完成導致了一個雄心勃勃,複雜的跨國科學項目。國家科學基金會為2.79億美元的項目總成本貢獻了2.42億美元。威斯康星大學麥迪遜分校是該項目的主要美國機構。
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