南極冰下有個天體探測器

南極洲的阿曼森史格是一個遙遠而毫不引人注目的地方，附近杳無人煙。站在白雪覆蓋的平原上，你絕不會知道，腳下就是世界最大的中微子探測中心。在這里，科學家希望能看到星球爆炸、黑洞碰撞和其他一般望遠鏡所無法看到的事情。

這個包藏在冰塊當中的儀器被稱為“南極洲介子與中微子探測器”，用來研究宇宙間最大能量的流程。

歐美多家高等學府的研究人員參加了這個項目。研究人員希望通過研究中微子和遜原子微粒，觀察到光學望遠鏡無法看到的天體物理現象和物體。

加州柏克萊大學的物理學家道格·勞德解釋：“以全新方法來觀測宇宙，也許能夠發掘到前人沒有想到的東西。”

探測器的創建花了足足7年，直到去年才完成。它包含560個光學組件連接在電纜上，寬200米、高500米，埋藏在兩公里的冰塊底下。

捕捉中微子的探測器

探測器所探測的是黑洞撞擊、星球爆炸以及其他激烈現象所發射出來的高能量宇宙中微子。

這些宇宙中微子比來自太陽的要強大千百倍，也更加罕見。因此，要進行觀測需要很強的探測力。探測器用南極厚重的冰塊來提供所需的容量，是全球惟一能夠捕捉宇宙中微子的探測器。

威斯康星大學物理學家弗朗西斯·哈陣說：“一般天文學儀器無能為力的，正是我們的探測器最感興趣的。我們需要像中微子這樣細小的互動性微粒來探測整個宇宙?！眴栴}是這些中微子的流量越在能量高的情形下越容易消逝，因而需要這么大的探測器。

探測器和普通望遠鏡不同，它是向下而不是向上觀望。理論上是用泥土過濾走多數信號。剩余的信號，都是當高能量中微子經過地球時，在靠近探測器的地方與質子和中子撞擊，創造出穿過冰塊的介子，閃耀出藍色的契倫科夫光。

探測器的每一個光學單位都含有光電倍增管，能夠探測契倫科夫光，甚至放大一億倍。倍增管的運作與閃光燈正好相反：把光化為電子信號，供電腦分析。科學家研究這些介子，能夠計算出原來的中微子能量，并確認它們的來源。

測出介子能量

1998年，當探測器探測出一個向上移動、穿過400米冰塊的介子時，非常轟動。哈陣回想：“那是個醞釀了10年的夢想，終于成真了?！彼窃?0年代萌起在南極設立望遠鏡的念頭的。之后他寫了一些報告，并開始研究暗淡的閃光能不能在冰塊中探測到。他們在1990與1991年進行幾次測試后，于1993年開始建設探測器。

至今，探測器已經記錄了世界上所有探測器所不曾探測到的高能量中微子。不過，至今所觀察到的中微子都沒有來自超銀河系。

要做好這項工作，還須把探測器擴大10倍。這項計劃目前正在進行中，大型探測器稱為“冰塊”，將含有5000個光學部件，預計將耗資5000萬至6000萬美元。

探到高能量宇宙光的來源

普林斯頓高級研究學院研究員約翰·巴可說，微子望遠鏡都是設計來觀察太陽的，“冰塊”的出現將是一種新的探索，去觀察以前未曾觀察過的東西。巴可尤其希望，能夠對光子爆裂有進一步的認識，爆裂過程中釋放出的高能量中微子，很適合用“冰塊”來探測。

哈陣說，爆裂過程中也許會放射中微子，但光線則要等到爆裂之后才釋放。因此，有了新的探測器，就能夠取得一般光子望遠鏡所無法得到的信息，也許還能夠解開另一個謎團：高能量宇宙光的來源。

“冰塊”最終將找到比黑洞更奇異的現象。例如，對宇宙形成初期的物質有進一步了解。

［譯自美國《大眾科學》］