搜寻暗物质 南极微中子天文台完工（图）

2010-12-24 14:40

冰立方使用的光学感应器（法新社）

历经十年规划建造，耗费超过两亿七千万美元的全世界最大微中子天文台“冰立方”（IceCube），本月十八日终于在南极完工。这个天文台的“望远镜”是由深埋南极冰原底下一千四百公尺的五千一百六十个光学感应器所组成，它们所占的容积广达一立方公里。这个超大型望远镜将有助于科学家解开宇宙射线来源之谜，搜寻暗物质，甚至找到宇宙起源的答案。

有助科学家解开宇宙起源之谜

共有多个国家的四十个学术机构参与“冰立方”计划，主要由美国国家科学基金会（ＮＳＦ）赞助，威斯康辛大学主持。ＮＳＦ在竣工声明中说：“南极极冰最后证明是侦测微中子理想媒介。它特别纯净、透明且无放射性。”

深埋南极地底的1立方公里六方体

“冰立方”自二○○四年起开始施工建造，是一个容积为完整一立方公里的六方体，一开始，科学家在美国阿姆德森—史考特南极站附近，用特殊设计的热水钻具在地底钻出八十六个孔，做出一个离地面深达约一千四百公尺的立方体，然后再向下延伸一公里。

“冰立方”相当日本“超级神冈微中子天文台”一千倍大，且包含八十六串、每串有六十个光学感应器，总计是五千一百六十个。每个感应器约一颗篮球大小，悬挂在八十六个孔的缆线上。

微中子是一种次原子粒子，不带电荷，由元素和基本粒子的放射性衰变产生。微中子以接近光速的速度行进，由于非常小，通常可以穿过固体物质，而不会与任何分子碰撞。

科学家相信，在“大爆炸”（Big Bang）期间首次创造出微中子，太阳的核反应及垂死的恒星爆炸创造超新星时，仍会制造微中子。数以兆计微中子随时穿越地球而不留一点痕迹，但若有一颗微中子偶然撞上冰层原子或水分子，散发一道蓝光，“冰立方”就能侦测出来。由于南极的冰极纯，因此微中子几乎可以肯定将与水分子互动，而非其他的分子。“冰立方”可目睹长条状介子，亦即微中子与水原子核碰撞产生的残余物。

科学界称“冰立方”是国际研究的重大里程碑，称研究微中子将有助于了解宇宙的起源。它除研究大气层中微中子，并寻找伽玛射线爆炸、活跃星系核、宇宙射线与宇宙背景辐射互动，乃至暗物质粒子湮灭所创造的微中子。暗物质约占宇宙的二十三％，但迄今未能侦测到。