“冰立方”是以大自然的冰原为“容器”,长1千米、宽1千米、深2.5千米的六棱柱形的巨大冰块,“冰立方”望远镜究竟有多大?纽约的帝国大厦,加上芝加哥的西尔斯大厦,再加上上海的世界金融中心,都远远没有它大。只要科学家愿意,它还可以“扩容”到方圆几十千米呢。
天苍苍,雪茫茫,冰原之下冰立方。
进入“冰立方”阵列,从1.5千米深处开始,你可以发现冰洞里有很多“精灵球”。它们就是科学家用来抓捕“隐形”中微子“怪兽”的球型传感器,称为数字化光模块(DOM),里面是探测光信号的发光二极管LED、光电倍增管和一个单板计算机。从1.5千米处才开始安装“精灵球”,是因为离冰面1.5千米以内可能还有光线透入,过了1.5千米才“足够黑”。
60个“精灵球”被一个个挂在电缆上,像“冰糖葫芦”串一样,放在冰洞里。这些冰洞是用热水钻开凿出来的,钻每个冰洞需要融冰多达20万加仑。86个“冰糖葫芦”串,共5160个“精灵球”(86x60=5160),组成“冰立方”的主探测器,使命就是捕捉中微子和“冰立方”里的氧原子的原子核碰撞时“切伦科夫辐射”发出的蓝光一中微子这个“隐形侠”,有贪嘴的毛病,这个“冰糖葫芦”的陷阱,让它露出了“马脚”。
“冰立方”望远镜与普通望远镜最不同的地方,就是“朝向”。它面向地心方向,是探视地心,而不是仰望星空,这是为了避开各种射线产生的背景噪声。除了中微子,没有任何粒子能穿过整个地球。因此,“冰立方”虽然身在南极,所关心的却是来自北半球方向的源自宇宙的高能中微子。
“冰立方”望远镜的设计,目标是具有非常高能量的宇宙中微子,这种中微子比太阳产生的低能中微子的能量高1000~100万倍(甚至更高),是太阳系外的来客,它们从北极上空进入地球,穿越过地壳、地幔、地心,从探测器底部或旁边进入“冰立方”。
当这些中微子和“冰立方”里的原子核发生碰撞时,就会产生蓝光,duang,duang,duang,爆灯,爆灯!检测到蓝光的“精灵球”正一个个亮了起来。实际上,“精灵球小分队”检测到的并不是中微子本身,而是中微子和原子核“撞车事件”发出的蓝光。