揭秘南极冰下巨型望远镜“冰立方”(图)

2016-02-22 21:49:16来源:

“冰立方”是一个国际科研项目,有美国等数个国家和基金会发起和执行。目前项目正在建设中,设计目的是用来探测被称作中微子的亚原子粒子,这种物质让人捉摸不透,但它们很容易穿越行星体。然而,有少量中微子并没有那么幸运,深埋在南极地下的冰立方设备就是用来发现它们的。这个设备由数千个探测器组成,最终科学家将把它放进一个1立方千米的冰块中。这些探测器的镜头对准下方,用来监视与众不同的蓝色闪光,这些闪光意味着一个中微子已经成功从中逃逸出来,受到南极冰层的阻挡。

经过长达10年的钻洞作业,钻入南极冰层下方超过1英里(约合1.6公里)的深度,位于南极冰层下巨 型中微子望远镜“冰立方”建造工作宣告结束。“冰立方”由三维传感器阵列构成,能够探测、超新星和恒星等天体释放出的中微子,是迄今最大的粒子探测器。

 

 

中微子的质量几乎为零,能够在不发生任何反应的情况下穿过物质,例如太阳和地球。它们经常猛烈撞击原子核心,形成“核粒子雨”。这一过程会释放出暗蓝色光痕迹,冰立方的5160个传感器能够对其进行追踪并具有极高的精确性。

冰立方项目负责人、美国威斯康星大学麦迪逊分校理论物理学家弗朗西斯·赫尔泽表示:“大约有一百万分之一的中微子闯入质子。我们正对这种核反应 释放的能量和方向进行测量,用以绘制出一幅基于中微子的太空地图。”据赫尔泽介绍,这项中微子探测项目耗资1亿美元,是工程师和物理学家迄今为止尝试过的 最富有挑战性的工作之一。他说:“任何人都无法保证这一项目一定会取得成功。如果我们提前就知道建造过程的复杂性,我们也许从一开始就选择放弃。”

钻机

工程人员为冰立方钻一个洞大约需要两天时间,洞宽1.6英尺(约合48厘米),深1.5英里(约合2.41公里)。首先,他们利用盘管加热元件 融化250英尺(约合76米)厚的积雪。为了钻透硬如岩石的冰层并向下钻1英里多的深度,他们使用了增强型热水钻机。冰冷的融水会流向地面,重新加热后再 流回钻机。

冰管

技术人员将一串60个光敏模块下降到1.5英里深的冰管底部的水中。冻结之后,光敏模块将永远留在那里。传感器负责将数据传回地面处理中心。

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