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藏在南极地下的中微子望远镜

2001.4.2

　　一种深深隐藏于南极冰层之下的神奇的望远镜将绘制出第一幅高能中微子粒子从太空轰击地球的飞行路径图。这种名为南极μ介子和高能中微子探测器阵列（AMANDA）的装置由几个由保龄球大小的玻璃探测器形成的上千米长的导线束构成。尽管迄今为止这种装置尚未能找到宇宙中微子的来源，但是天文学家相信这一计划以及它的继任者将在不久的将来捕捉到大量来自一些宇宙能量场中的粒子。

　　银河系外的中微子来自于一些基本粒子在围绕像黑洞一样巨大的物体飞行时与之或相互之间发生的碰撞。中微子极少与其它物质相互作用，因此可以像幽灵一样穿过大量的物质却几乎不发生任何变化。在巨大的地下水储藏池偶尔可以瞥见从太阳中溢出的相对低能的中微子，但是这些“望远镜”无法搜集到足够多的来自遥远物质的中微子进而进行对其研究，而且这样的探测器通常无法指明中微子运行的方向。 但是AMANDA却能够完成这一任务。与传统的望远镜向上搜索太空不同，AMANDA探测器是向下看的“望远镜”。它的由677个玻璃球状的探测器构成的500米乘120米的阵列，由电缆悬垂于南极1.5公里以下的冰层中。陆地将除了中微子以外的一切放射物质过滤清除掉。中微子与一些冰分子发生的碰撞，产生了一种特殊的微蓝色光芒，称为切伦科夫辐射。这些球状探测器就像圣诞节的一串串彩灯一样，沿着切伦科夫光束的路径每个玻璃球几乎是同步的相继闪亮。将这一路径逆转，天文学家们就可以追踪中微子的源头。到目前为止被AMANDA记录在案的中微子“事件”已有188宗，但是与较近的中微子源，例如宇宙射线与地球大气层中的粒子产生的碰撞相比，研究人员尚不能确定任何来自银河系之外物质的中微子。来自美国威斯康星州立大学的天体物理学家Francis Halzen表示，“但是我们将提高仪器的灵敏度，希望我们能够有所发现”。

　　如今使天文学家们满意的是AMANDA正在按计划工作着。他们期待当AMANDA发展成为一个“方冰块”——由4800个探测器构成的1平方公里的阵列时，能够有更大的发现。来自美国新泽西州普林斯顿高级研究协会的天体物理学家John Bahcall认为，“AMANDA就像早期的福特车一样，是一个巨大的突破，是初期最大的一项成就”，他说，“但是我们是不会满意的，直到我们拥有了方冰块——中微子望远镜中的卡迪拉克为止”。 

78　冰冻人之谜
123　圣经中的谜团