埋藏在南极冰层下一英里处,超过 5,000 个传感器分布在一个平方公里的范围内,静静等待。作为冰立方实验的一部分,它们是一种望远镜,观测的不是光,而是来自遥远宇宙的中微子。
中微子是没有电荷且质量几乎可以忽略不计的基本粒子。由于这些特性,它们不受电磁力的影响,并且仅感受到非常微弱的引力,因此它们很少与其他物质相互作用。这种特性使它们能够毫无阻碍地穿过太空——甚至穿过地球和我们的身体。但极少数情况下,它们会正面撞击极地冰的原子并释放出其他粒子的喷射,这些粒子反过来会发出光子,照亮冰立方的传感器。如果一个中微子撞击了你身体中的一个原子(据一位物理学家估计,这应该会在大约四分之一的人的一生中至少发生一次),你不会注意到,但会发生类似的反应。
大多数中微子实验研究的是在地球上诞生的中微子,例如在核反应堆中产生的。但是冰立方正在瞄准一种稀缺得多的目标——来自遥远太空的高能中微子。冰立方已经探测到能量高于地球上产生的任何中微子的中微子,科学家们希望这些数据将有助于揭示宇宙中最剧烈的一些地方的秘密,例如超大质量黑洞和超新星爆炸的残余物,它们很可能起源于这些地方。
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冰立方首席研究员弗朗西斯·哈尔岑在《大众科学》2015 年 10 月刊的专题文章《地球尽头的中微子》中详细介绍了该实验迄今为止的发现。他还将在下面由冰立方项目和西班牙巴伦西亚的粒子物理研究所 (IFIC) 制作的视频中解释冰立方的目标以及中微子天文学的力量。