心宿二中微子望遠鏡

心宿二中微子望遠鏡

“心宿二”(ANTARES)中微子望遠鏡的建造是由一支國際小組完成的,這架望遠鏡將在地中海水下2.5公里處的基地探尋難於捕捉的粒子——中微子。“心宿二”的服役期限大約為5年,如果一切順利,科學家將在它的設計基礎上研製個頭更大的版本,足以與體積1立方公里的“冰塊”(IceCube)中微子天文台——位於南極冰層下——相提並論。兩大望遠鏡計畫互為補充,透過地球觀測太空的不同區域。

基本介紹

  • 中文名:心宿二中微子望遠鏡
  • 簡稱:ANTARES
  • 人物:約翰·比科姆
  • 屬性:天體
觀察閃光,深埋水下,鎖定銀心,

觀察閃光

中微子是一種基本粒子,產生於很多天然粒子加速器,例如超新星和星系的超亮中心。物理學家希望發現暗物質湮滅過程中產生的中微子,這一過程可能在太陽 內部上演。中微子與物質相互作用極弱,它們極少與原子發生碰撞,因此很難進行觀察。
“心宿二”(ANTARES)中微子望遠鏡“心宿二”(ANTARES)中微子望遠鏡
美國俄亥俄州立大學哥倫布分校粒子天體物理學家約翰·比科姆(John Beacom)表示,迄今為止,探測器只發現來自太陽和附近一顆超新星1987A的中微子。他說,發現所謂的宇宙中微子能夠讓人們了解創造它們的物體的內部動力學。“我們希望在細節上了解這台發動機的工作原理,這也就是為什麼測量這種發射顯得如此至關重要。”
為了發現中微子存在證據,物理學家必須等待這種粒子與其它物質發生碰撞。碰撞產生的帶電粒子μ介子能夠發出一道閃光,在穿過冰或水等透明物體時,這道閃光可以被望遠鏡觀察到。

深埋水下

“心宿二”望遠鏡的安放地址應選在深水或深冰層之下,原因在於:來自太空的帶電粒子——宇宙射線在“襲擊”大氣層時產生中微子和μ介子。在地球大氣層中產生的所有中微子穿越這顆行星時幾乎不受任何阻礙,因此很難區別哪些是大氣層中微子,哪些又是宇宙中微子。 在大氣層中產生的能量較低的μ介子穿梭距離只有幾公里,也就是說,製造類似“心宿二”這樣深埋水下或冰層下的中微子望遠鏡陣列,能夠確定探測到的絕大多數μ介子是否由宇宙中微子產生。
更為重要的是,探測器能夠透過地球觀測宇宙,它們將整個地球作為屏障,吸收來自大氣層的粒子;將望遠鏡置於不同半球能夠更好地觀測來自整個天空的中微子。

鎖定銀心

“心宿二”的家位於法國土倫沿岸的地中海海底附近,負責觀察天空南部區域,其中就包括銀河系中心。銀心是一個擁擠的區域,擁有豐富的宇宙射線資源。“心宿二”利用12排垂直排列的探測器進行觀察,探測器整體跨度達到大約200乘200米。每一排探測器均帶著重1.5公噸左右的鐵。如果“心宿二”需要維修,國際小組將觸發釋放鉤,讓望遠鏡起錨並浮出水面。最後一排探測列是在5月下水的,“心宿二”已發現數百個中微子。
“心宿二”項目發言人法國馬賽粒子物理學中心約翰·卡爾(John Carr)說,這一數字似乎與在大氣中產生的數量一致, 一塊踏腳石在確定這些粒子來自何處時,研究小組可能發現有些粒子的真實身份是宇宙粒子。心宿二’除了完成自己的使命外,同時也充當著一些更大項目的踏腳石。

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