南极2.4公里冰下建成巨型望远镜(组图)

                               
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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。

                               
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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。

                               
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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

                               
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冰立方中微子天文台的建设工作已经完成

　　新浪科技讯 北京时间12月27日消息，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。
　　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。
　　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。
　　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。

                               
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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。

                               
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这是一束“切伦科夫光束”穿过冰立方望远镜的艺术概念图

                               
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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。

                               
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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

　　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。
　　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。
　　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。