克服極地嚴寒 「冰立方」誕生歷挑戰
香港文匯報訊 「冰立方」中微子天文台的誕生與發展經歷重重考驗。數十年來，愈來愈多來自不同領域的研究人員，聚集在提出該構想的哈爾岑周圍，將他靈光乍現的構想，一步步變為現實。
南極的冰川作為捕獲中微子的介質擁有諸多優點，深埋的冰層始終黑暗，最大限度減少干擾。南極點已有建設完善的阿蒙森—斯科特科考站，穩定的冰層還能為設施員工提供堅實的工作場所。不過受限於嚴寒，一年中大多數時候人們都無法往返南極點，冰立方的所有現場工作都必須在短暫的南極夏季，即每年11月至翌年2月之間完成。
科學家們最初的挑戰，是如何將探測儀器安置在冰層深處。在冰川學家幫助下，研究團隊使用一種類似精密淋浴噴頭的裝置，用熱水融化冰層，鑽出深約1,000米的孔洞。隨後將懸掛成串光感測器的長纜線，下放到充滿水的孔洞中。這些光感測器可捕獲中微子撞擊原子產生的光，再將其轉為電信號。
冰中設近5200個光感測器
1993年，冰立方的前身AMANDA開啟首次實驗。最初的嘗試並不理想，冰層上部充滿氣泡，將光散射到不同方向，粒子運動的信息變得模糊。科學家們反覆試錯，深入了解不同深度冰層的性質。為探測來自宇宙粒子加速器的高能中微子，冰立方於2011年達到完整規模：足足一立方公里的堅冰中設有多達5,160個光感測器，分布在86條纜線上，深埋冰面下1,450米至2,450米深處。
冰立方每天可記錄逾一億個來自南極洲上空大氣層的宇宙粒子，想要找到高能中微子，研究人員要在海量數據中，篩選它們在冰中發生相互作用的特定事件。即使無法確定某個中微子是否來自地球以外，科研團隊仍集中分析所有可能事件，判斷它們的整體特徵是否符合對高能中微子的預期，傳感器捕捉到的中微子愈多，科學家就愈可能尋獲其來源。冰立方擴建項目已開始規劃，「二代冰立方」將覆蓋驚人的8立方公里冰體。
