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南极深处的望远镜有望解开宇宙射线之谜(图)

来源:搜狐科学       更新时间:2010-10-20 11:56:53
 
冰雪纯净的南极是建造“冰立方”进行该项研究的最佳场所

  【搜狐科学消息】据国外媒体报道,最近科学家们正在努力在南极建设一个被称为“冰立方”(ICECUBE)的中微子天文台,以揭示出来自外太空并不断轰击地球的宇宙射线及粒子的“来源”,解开 科学家们研究了十多年的“宇宙射线来源”之谜。

  正在建设中的实验装置—“冰立方”是深埋于南极洲冰雪之下超过1英里(约合1.6公里)处的一台“望远镜”。“冰立方”包括了数千台深埋于地下的探测器,当这些能够自由穿越于星系之中、且能量很高的宇宙射线及粒子与南极冰雪中的原子发生碰撞时,将会产生稍纵即逝的蓝光闪烁,此时极度敏感的探测器便可记录下这些闪光。然后探测器会通过对撞击而生的关于闪光特征的记录,锁定这些闪光的运行路径,从而帮助科学家揭示出它们来自银河系中的具体方位。

  截至目前,这台耗资2.71亿美元的“冰立方”望远镜还未建成,预计其最后一批探测器将在今年12月份安装完成。据悉,在过去10年科学家们一直致力于设计和建设一 个实验装置以探测出宇宙射线的形成机制,以及揭示一种被称为中微子的“神秘”粒子。虽然目前“冰立方”建设工作尚未完成,但科学家们已经开始对其探测数进行分析。初步探测结果显示,大量宇宙射线来自一个靠近船帆座的地方,这是一个位于南半球天空的星座,长期以来该区域被认为存在着一个强辐射源。

  据悉,宇宙射线是一种以接近光速运行的高能量粒子流,它们进入地球大气层后与空气中的原子发生碰撞,产生电荷进而引发闪电及雷暴现象。宇宙射线中的高能粒子轰击其他物质的原子时,将会产生辐射和中微子,而中微子是宇宙中除光子之外最多的粒子。但它们不带电荷且几乎没有质量,以致于它们可以穿过岩石、金属,甚至人体,因此很难探测到中微子。在极少情况下,中微子会撞到原子,然后产生一种被称为μ子的粒子以及一种蓝光闪烁,探测器可以捕获这闪烁。

  最近有研究表明,星系宇宙射线会对地球气候产生影响,进而改变地球的天气及云层状况。牛津大学的粒子天体物理学家苏比•萨卡尔(Subir Sarkar)教授表示:“我们在100年前就发现了宇宙射线,但直到现在我们仍然不知道宇宙射线的来源。此次试验将“冰立方”埋于地下,运用了一种反向追踪来源路径的新思路。这项试验可以给我们一个看待宇宙的全新视野,并让我们可探测到之前未进入的区域。”

  据悉,美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin Madison)领导了该大型国际合作项目,目前科学家们正在想办法扩大实验规模。科学家们于本周在布鲁塞尔召开了一次会议,提出了在冰下装置覆盖数百英里的无线电波探测器的设想,而研究人员则根据无线电波的变化来判断中微子撞击事件的发生,同时敏感度很高的麦克风也可以用来监听冰层中因发生撞击事件而产生的独特声响。(尚力)

(责任编辑:罗园)

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