基本介紹
- 中文名：冰立方望遠鏡
- 外文名：Icecube telescope
簡介,結構特點,體積,構造,布局,建造目的,
簡介
冰立方望遠鏡（IceCube），全稱為冰立方中微子探測望遠鏡陣列，意為這個望遠鏡陣列覆蓋了南極大陸將近一立方千米的冰層，並處於冰層下數千英尺深處。其位置處於阿蒙森-斯科特（Amundsen-Scott）南極站附近，深達2.44公里的冰原下。
冰立方中微子望遠鏡屬於冰立方中微子天文台，安裝在該天文台的冰立方實驗室，它的修建從2000年開始，於2010年12月27日竣工。整個項目耗資2.79億美元，美國國家科學基金會為其提供了2.42億美元資助。建成該巨型望遠鏡有助於研究人員揭開中微子的奧秘，該粒子可以幫助科學家了解宇宙的起源之謎。
結構特點
體積
構造
冰立方陣列由放進很深的冰洞裡的眾多感測器串組成，稱為數位化光模組（DOM），這種特殊製造的感測器用來捕捉中微子。靠近冰面的IceTop由兩層探測器組成。在安裝過程中，科學家圓形探測器被串成串，放入用熱水鑽開鑿出來的冰洞裡，鑽每個冰洞需要融冰多達20萬加侖。每根電纜線上有60個感測器，86串這樣的感測器串組成冰立方的主探測器。然後將其與主幹光纖網連線，部署在數個區域陣列中。
布局
中微子的性質，決定了冰立方的建設位置。中微子望遠鏡的透明度必須很高，以便分布很廣的感測器陣列可以發現撞擊產生的光，而且這個環境必須足夠黑，以防自然光產生干擾。除此以外，它還必須深埋地下，以避免南半球的宇宙射線對其產生干擾。南極冰符合所有這些條件。
天文台的大小（邊長一公里的立方體冰塊）非常重要，因為這可增加中微子與原子相撞的機會，大大提高觀測成功率。另外，南極冰是用來觀測這種罕見事件的完美選擇。全球大部分冰里都含有氣泡或其他雜質，這會使觀察結果產生誤差。而南極冰基本上完全是由水冰組成的巨大冰川，這意味著它包含更多原子，因此會大大增加中微子撞擊的機會。
建造目的
中微子與原子相撞產生的粒子名叫μ介子，生成的藍色光束被稱作“切倫科夫輻射”。由於南極凍的透明度極高，冰立方的光學感測器能發現這種藍光。科學家通過在亞原子相撞後進行的試驗，可以追蹤到中微子的運行方向、查找到它的起源，看一看它是由黑洞還是由撞擊星系產生的。然而，這一過程比探測μ介子更加複雜。因為每個μ介子都是由一個宇宙中微子產生，而位於探測器上方大氣里的宇宙射線可以生成一百多萬個中微子。為了避免這種干擾，冰立方的感測器直接瞄準下方——經地心指向北極天空，用來探測穿過地球的中微子。
由於中微子是截至2012年已知的唯一一種可以暢通無阻地穿過物質的粒子，故冰立方和南極μ介子及中微子探測器列陣（AMANDA）把地球當做過濾器，以便選出中微子與原子相撞產生的μ介子。
