埋藏在南極冰層下一英里處,超過 5,000 個感測器分佈在一個平方公里的範圍內,靜靜等待。作為冰立方實驗的一部分,它們是一種望遠鏡,觀測的不是光,而是來自遙遠宇宙的中微子。
中微子是沒有電荷且質量幾乎可以忽略不計的基本粒子。由於這些特性,它們不受電磁力的影響,並且僅感受到非常微弱的引力,因此它們很少與其他物質相互作用。這種特性使它們能夠毫無阻礙地穿過太空——甚至穿過地球和我們的身體。但極少數情況下,它們會正面撞擊極地冰的原子並釋放出其他粒子的噴射,這些粒子反過來會發出光子,照亮冰立方的感測器。如果一箇中微子撞擊了你身體中的一個原子(據一位物理學家估計,這應該會在大約四分之一的人的一生中至少發生一次),你不會注意到,但會發生類似的反應。
大多數中微子實驗研究的是在地球上誕生的中微子,例如在核反應堆中產生的。但是冰立方正在瞄準一種稀缺得多的目標——來自遙遠太空的高能中微子。冰立方已經探測到能量高於地球上產生的任何中微子的中微子,科學家們希望這些資料將有助於揭示宇宙中最劇烈的一些地方的秘密,例如超大質量黑洞和超新星爆炸的殘餘物,它們很可能起源於這些地方。
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冰立方首席研究員弗朗西斯·哈爾岑在《大眾科學》2015 年 10 月刊的專題文章《地球盡頭的中微子》中詳細介紹了該實驗迄今為止的發現。他還將在下面由冰立方專案和西班牙巴倫西亞的粒子物理研究所 (IFIC) 製作的影片中解釋冰立方的目標以及中微子天文學的力量。