在南极冰层下“钓”宇宙中微子:冰立方与诺贝尔物理学奖
据美国国家航空航天局(NASA)发布的“每日天文一图”(APOD)介绍,在世界尽头,科学家们正在冰雪中融化出一个个孔洞。在南极附近融化的近 100 个孔洞,如今正被用作一座极为独特的天文台——冰立方中微子天文台(IceCube Neutrino Observatory)。天文学家将串有篮球大小光电探测器的长缆下放到每一个垂直的水洞中,水很快重新冻结,把探测器封存在周围清澈的冰层里。这些探测器对冰层中发出的蓝光高度敏感。
当宇宙中剧烈过程释放出的高能中微子与冰分子碰撞时,会释放出快速运动的次级粒子并激发出蓝光。如今,冰立方已经探测到了许多这样带来光亮的中微子。在 2010 年拍摄的一张照片中,记录了冰立方最后几条探测线之一被下放到冰冷深渊的情景,这也让冰立方成为了有史以来建造的最大的中微子探测器。为了表彰这些前所未有的重大发现,本周早些时候宣布,IceCube 合作组的一位创始领导人将被授予诺贝尔物理学奖。
通常我们熟悉的天文台要么建在山顶,要么飞在太空,而科学家们却反其道而行之,把巨大的探测阵列深埋进南极大陆的天然坚冰里。在极寒深处布下长缆“静待上钩”,用冰层捕捉来自遥远宇宙的微弱光芒,这种科研构想和探索方式确实非常迷人。