冰立方——深藏南極冰下的中微子探測器

文|奇 云

冰立方
——深藏南極冰下的中微子探測器

文|奇 云

2010年12月18日，歷時10年、耗資2.71億美元的“冰立方”中微子探測器，在寒冷而神秘的南極宣告建成。這一科學探索項目，將利用南極極為純凈的古老堅冰層作為“望遠鏡”，搜尋來自茫茫宇宙空間的高能基本粒子——中微子……

2010年12月18日，歷時10年、耗資2.71億美元的“冰立方”中微子探測器，在寒冷而神秘的南極宣告建成。這一科學探索項目，將利用南極極為純凈的古老堅冰層作為“望遠鏡”，搜尋來自茫茫宇宙空間的高能基本粒子——中微子。項目由美國威斯康星大學麥迪遜分校領導，比利時、德國、荷蘭、日本、英國、新西蘭和瑞典等國家的40多個學術機構參與，是目前世界上最大的中微子探測器。

“冰立方”中微子探測器位于南極大陸冰床上，毗鄰美國阿蒙森-斯科特南極站。這里海拔約2835米，冰床厚度約2850米。有記錄的氣溫在-13.6℃至-82.8℃之間，年平均氣溫-49℃。之所以要在南極這個極度寒冷的冰雪世界建造探測器，是因為這里的冰雪異常純凈，冰塊里沒有氣泡或氣穴，不會產生自然輻射，不會造成檢測數據的失真。還有就是，把探測器埋到冰川深處，是為了過濾掉宇宙中除了中微子以外的其他輻射。總體上說，一架中微子探測器必須具有足夠大的尺度，以便探測來自宇宙的微弱中微子流；要足夠透明，以便光線可以在光學探測器陣之間傳播；要足夠深，以便屏蔽來自地球表面的干擾。同時，還要在經費上可以承受。純凈、高透明并且不具有放射性的南極大陸冰床，自然成為了探測中微子的理想介質。