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如何制造一种能够让粒子直接穿透地球表面的望远镜呢?其实,我们可以将十亿吨的南极冰

如何制造一种能够让粒子直接穿透地球表面的望远镜呢?其实,我们可以将十亿吨的南极冰块转化为探测器的组成部分。

IceCube 天文台是弗朗西斯·哈尔岑获得诺贝尔奖的研究成果所在。该天文台拥有 5,160 个光敏传感器,这些传感器深埋在南极洲的冰层之下。这些传感器分布在一个立方千米的冰面上,等待着那次几乎永远不会发生的相遇。

大多数中微子能够毫无察觉地穿过物质。偶尔,有一些中微子会与原子发生相互作用,从而产生带电粒子。这些带电粒子在冰中的速度比光在冰中的速度还要快。但这并不违反爱因斯坦所提出的光速限制。实际上,光在冰中的速度确实会有所减慢。

这些粒子会发出一种被称为切伦科夫光的微弱光芒。通过测量哪些传感器在产生这种光芒时被触发,以及它们接收到的光量,研究人员可以估算出中微子的能量和到达方向。

这个巨大的探测器为这些难以捉摸的粒子提供了更多的物质来与其相互作用。清澈而深邃的冰面使得它们的光线能够到达传感器。

由于中微子没有电荷,因此宇宙磁场无法改变中微子的路径。中微子的到达方向可以帮助我们追踪产生它们的遥远环境。

因此,埋在地下数公里深处,IceCube 通过黑暗中的微光来观测宇宙。这是现代科学的奇迹之作。