冰立方——深藏南极冰下的中微子探测器

工作的计算机，它们时刻向表面传导着它们探测到的光信号。其光学探测器里的时钟彼此误差始终控制在纳秒以内。这些信息使得科学家们可以重建中微子事件，并且可以推算出它们到达的方向和能量。

为了安装光学探测器，首先要用增强型高压热水钻探机在南极冰层中钻冰洞。当光学探测器被放入冰洞之后，接着往这个洞里注满水并让它重新冻结。当冰洞重新冻结之后，冰洞内的光学探测器被包裹起来，永远埋藏在-20℃至-30℃之间的冰洞中。玻璃罩则负责保护光学探测器免遭冰下的巨大压力破坏。在未来25年里，这些被埋入冰层中的光学探测器，将检测并传输有关粒子碰撞的实验数据。

中微子物理学是一门与粒子物理、核物理以及天体物理的基本问题息息相关的新兴分支科学，人类已经认识了中微子的许多性质及运动、变化规律，但是仍有许多谜团尚未被解开。揭开关于中微子的各个谜团，既是深入认识微观世界的需要，也是深入认识宏观世界的需要。一旦“冰立方”完全正式投入运行，它可能在未来10年内记录下百万次以上的宇宙深处高能中微子事件。这将为科学家们提供一个巨大的数据库，用来分析研究一些剧烈的天体事件，这对于探索宇宙和天体的起源、演化均有着极不寻常的意义。

对中微子的研究，不仅具有重要的理论意义，而且在日常生活中也有现实意义。其中可能的应用之一就是中微子通讯。由于地球表面是球面，加上表面建筑物、地形的遮挡，电磁波长距离传送要通过通讯卫星和地面站。而中微子可以直透地球，它在穿过地球时损耗很小，用高能加速器产生10亿电子伏特的中微子穿过地球时只衰减千分之一，因此从南美洲可以使用中微子束穿过地球直接传至北京。将中微子束加以调制，就可以使其包含有用信息。应用之二是中微子地球断层扫描，即给地球做CT。中微子与物质相互作用截面随中微子能量的提高而增加，用高能加速器产生能量为一万亿电子伏以上的中微子束定向照射地层，与地层物质作用可以产生局部小“地震”，类似于地震法勘探，可对深层地层进行勘探，对地层进行一层一层地扫描。“冰立方”的首席科学家弗朗西斯·豪森指出，“冰立方”的建成，有可能为中微子研究带来全新的发现。

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