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不装镜片也不装透镜,科学家把南极2000米深的冰层当介质,通过“透视”地球来捕捉神秘粒子。

据《Spacedaily》报道,科学家们在南极冰层深处建造了一个独特的天文台——“冰立方”(IceCube)。这台特殊的天文望远镜既不使用传统的镜子,也不使用透镜,而是选择“透视”整个地球,去捕捉宇宙中最神秘的粒子之一中微子。

藏在冰下两公里的巨型探测器:利用地球做“过滤器”

冰立方”天文台最大的特点在于其独特的地理位置。在南极冰层深处1450米至2450米之间,研究人员通过86根垂直电缆,安装了5160个超灵敏的光传感器。这些设备共同构成了一个体积约一立方公里的巨型探测器。

中微子几乎不与普通物质发生相互作用,因此每秒都有数十亿个中微子穿过地球和人体,却不留下任何痕迹。但在极少数情况下,中微子会与冰原子碰撞,从而产生一种被称为“切伦科夫辐射”的蓝色闪光,这正是“冰立方”传感器所要捕捉的目标。

科学家解释称,地球在这台特殊望远镜的运行中起到了关键作用。由于宇宙射线在大气中会产生大量可能干扰观测的粒子,但这些粒子大多无法穿透整个地球。因此,如果探测器捕捉到来自“下方”的反向粒子,几乎可以肯定它是一个穿越了数千公里地球厚度的中微子。

通过获取的信号,研究人员能够确定这些粒子的来源方向并估算其能量。这使得天文学家能够跨越气体云、尘埃云或极远距离的阻碍,观测到那些传统望远镜无法企及的最强烈宇宙现象。

冰川下永不融化的设备:建成后无法更换模块

“冰立方”的建设历时六年,从2004年一直持续到2010年。为了将这些精密的传感器送入地下,专家们使用热水钻透了数十口深达2450米的井。安装好传感器后,井中的水再次结冰,将这些设备永久固定在冰川内部。在这种极端环境下,一旦设备冻结,便无法再进行单独模块的更换。

尽管设计和建造过程极为复杂,但该项目已经取得了举世瞩目的科学成果:

2013年,研究人员首次确认了来自太阳系外的高能中微子通量的存在。

2017年,探测到一个源自活跃星系“TXS 0506+056”的中微子,首次确凿证实了此类星系能够将粒子加速至极端能量。

随后,科学家们又获得了来自星系“NGC 1068”的高能中微子辐射证据。

2023年,“冰立方”绘制出了第一张由高能中微子流而非光波构成的银河系地图。

研究人员表示,中微子天文学目前仍是科学界最年轻的领域之一。这台深埋冰下的天文台,正在收集传统光学、X射线或射电望远镜根本无法获取的深空天体信息。

安第斯山脉下发现巨型金矿,环保人士警告开发将带来灾难

另据乌克兰国家通讯社(UNIAN)报道,地质学家在安第斯山脉下方发现了储量巨大的矿床。据地质学家测算,除了907吨黄金外,地下还可能隐藏着多达1300万吨的铜和近1.86万吨的银。目前,地质学家们已经对人类是否有能力开采这些储备做出了回答。然而环保人士警告称,对该矿床的开发将带来一场生态灾难。

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