南極中微子探測器擬揭秘宇宙射線

　　想研究天上，卻把自己埋進地下？據英國《每日電訊報》在線版10月19日（北京時間）報道，近10年來，科學家們一直在著力打造一個肩負著雄心勃勃計劃的實驗裝置，以解開宇宙射線和中微子產生的謎題。現今深埋在南極洲冰蓋之下的一臺“望遠鏡”，將記錄下宇宙射線中的中微子在和冰雪中的原子發生碰撞時產生的稍縱即逝的藍色之光，其靈敏度有望幫助人們確定那些不斷轟擊地球的宇宙射線和粒子究竟來自何方。

　　科學界對中微子了解極晚。僅已知它是輕子的一種，不帶電，但質量未知，推算其輕到小于電子質量的百萬分之一，并能以接近光速的運動穿透像地球直徑那么厚的物質。在100億個中微子中只有一個會與物質發生反應，因此中微子的檢測非常困難。然而因大爆炸的殘留，宇宙射線中卻充斥著大量的中微子，大約為每立方厘米100個。這使它不僅在微觀世界的基本規律中起著重要作用，且與宇宙的起源、演化及如今正反物質存在狀態有著非比尋常的聯系。

　　近日，一種新的天文觀測手段啟動。它是耗資2.71億美元、由美國威斯康星大學麥迪遜分校領導、多國科學家參與的大型國際合作項目“冰立方”（Ice Cube）中微子觀測站，作為項目核心的極其靈敏的中微子“望遠鏡”，將被科學家深埋到南極洲冰雪下超過1英里（約1.6公里）深處，此處冰雪的厚密和純凈將保證探測結果不被干擾，當中微子撞到原子產生一種叫作μ子的粒子時，會出現標志性的藍光閃光，而該“望遠鏡”的傳感器就可以捕獲這種閃光，鎖定其運行路徑，進而幫助科學家分析出它們到底來自宇宙中的什么位置。 

　　“冰立方”項目要安裝超過5000臺光學傳感器，覆蓋近1立方公里的冰雪層，盡管現在尚未最終落成，但是其分析工作已在第一臺探測器入地后就開始了。中微子與冰雪撞擊發生概率很小，但目前科學家們已拿到了若干次的數據，初步結果顯示大量宇宙射線都來自一個靠近船帆座（Vela）的天區，這里長久以來都被認為存在一個強輻射源。

　　盡管最后一批光學傳感器今年12月份才會安置到位，但研究人員正欲擴大實驗規模——建立一個覆蓋數百英里的無線電波探測陣列，通過監聽無線電波的變化來判斷撞擊事件的發生。團隊成員、牛津大學教授索比·薩卡爾認為，“冰立方”項目雖看似瘋狂，其實是反向追蹤其來源路徑的新思路，宇宙射線發現已有百年，實在是該弄清它們的來源了。