作者:苗千
2018-02-23·阅读时长5分钟
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( 阿蒙森·斯科特南极站的科学家们察看一架粒子探测传感器,它是冰立方中微子天文台上的部分装置
)
为了探索宇宙,人类建造了各式各样的望远镜。为了能够接收到尽量清晰的信号,这些望远镜大多被建设在远离城市光线和电磁波干扰的地方,也有一些太空望远镜被发射到地球轨道上,突破了地球大气层的阻碍,因此可以对宇宙进行更精确的探测。人类之所以要想尽办法建造各种灵敏的望远镜,就因为由光子构成的电磁波很容易和宇宙中的其他粒子发生相互作用,从而失去了它们自身所携带的信息,也就失去了它们的科学价值。
最近,另一种独特的望远镜吸引了全世界物理学家的关注,这种望远镜并没有被发射到太空中去,甚至不是在地球的表面,而是被深深埋在南极的冰层之下。之所以会有这样奇特的望远镜,是因为它所探测的目标与普通望远镜完全不同,它的目标粒子不容易与宇宙中的其他粒子发生相互作用,相反,为了只接收到这种特殊粒子的信号而不受其他粒子的干扰,这个望远镜被深埋在地下。这个望远镜的结构相对来说也很简单:最主要的部分就是1立方公里的冰块,粒子物理学家们正是希望通过这些冰块探测一种幽灵般的粒子。物理学家们正为这个望远镜最近取得的最新探测成果感到激动,希望它可以开拓出一片崭新的宇宙学研究领域。
这个位于南极冰层下的望远镜的正式名字叫作“冰块中微子观测台”(IceCube Neutrino Observatory),主要由美国威斯康星大学麦迪逊分校的科学家负责。正如它的名字所说,这个特殊的望远镜并不是为了探测常见的电磁波信号,而是为了探测有极高能量的中微子而建。中微子是一种不带电的基本粒子,它的质量极小,还不到电子质量的百万分之一,甚至小到物理学家们至今都没有测出详细数值,因此它们可以在宇宙中以接近光速的速度运行。中微子还有另一个特别重要的特点:除了受到重力作用外,它不参与粒子之间的电磁相互作用和强相互作用,只在极少数情况下与其他粒子相撞,发生弱相互作用。正因为如此,中微子不仅无法被“看到”,也无法通过常规的手段检测到,它可以随意穿行于宇宙,每一秒钟都会有几百亿的中微子穿过我们的身体而不被我们所感知。
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