冰立方微中子天文台
| 冰立方微中子觀測站 IceCube Neutrino Observatory | |||||
|---|---|---|---|---|---|
 冰立方微中子觀測站的結構示意圖。 | |||||
.svg)  冰立方微中子觀測站 IceCube Neutrino Observatory的位置 | |||||
| 組織 | 威斯康辛大學 | ||||
| 位置 | 阿蒙森-斯科特南極站 | ||||
| 座標 | 89°59′24″S 63°27′11″W / 89.99000°S 63.45306°W座標：89°59′24″S 63°27′11″W / 89.99000°S 63.45306°W | ||||
| 網址 | icecube | ||||
| 望遠鏡 | |||||
| |||||
| |||||
[編輯維基數據] | |||||
冰立方微中子觀測站（英語：IceCube Neutrino Observatory，或簡稱IceCube）是一個位於阿蒙森-斯科特南極站的微中子觀測站[1]。這個計劃由威斯康辛大學所主導，集合了來自十多個國家超過300名科學家投入其中[2]。
觀測站的數千個探測器位於南極的冰層之下，分佈範圍超過一立方公里。類似其前身南極緲子和微中子觀測陣列，IceCube的組成包含帶有光電倍增管的球型數位光學模組（DOM）[3]，以及數據擷取面板。光學模組佈署在86條深度介於1450到2450公尺深的觀測鍊上，觀測到的資料由則面板傳送位於陣列之上的計算中心[4]。IceCube被設計作用來觀測能量約 1TeV的微中子，以用來研究宇宙中極高能量的天文物理現象。IceCube的建造完成於2010年12月8日[5]。
DOM模塊被部署成每條有六十個模塊的「鏈條」放在從1450米到2450米深度範圍，用熱水鑽頭融化冰來鑽孔。IceCube的目的是尋找在TeV的範圍內微中子的點源，探索能量最高的天體物理過程。
2013年11月，研究團隊宣佈IceCube已觀測到28個有可能來自於太陽系之外的微中子[6]。
2018年7月12日，冰立方微中子天文台第一次成功確認高能宇宙微中子的來源[7]。
建設過程[編輯]
冰立方微中子觀測站的只能於夏季進行建造，永晝的11月到2月使工程能二十四小時持續進行。最初的建設始於2005年，第一條觀測鏈被埋設以確認光學模組能正確運作。[8]之後2005年到2006年夏季期間完成另外8條觀測鏈，使IceCube成為全球最大的微中子探測器。
| 設置數量 | 累計數量 | |
|---|---|---|
| 2005年 | 1 | 1 |
| 2005–2006年 | 8 | 9 |
| 2006–2007年 | 13 | 22 |
| 2007–2008年 | 18 | 40 |
| 2008–2009年 | 19 | 59 |
| 2009–2010年 | 20 | 79 |
| 2010–2011年 | 7 | 86 |
2010年12月17日完成全部86條觀測鏈的設置[9][10]。建築成本接近3億美元。
分探測器[編輯]
冰立方微中子觀測站是由主陣列與幾個分探測器組成。
AMANDA[編輯]
- 南極緲子和微中子觀測陣列是被建造的第一個部分，它充當了IceCube的概念驗證。AMANDA於2009年5月關閉[11]。
IceTop陣列探測器[編輯]
- IceTop陣列探測器，是冰川的表面上的一系列的切倫科夫探測器，每個IceCube鏈大約具有兩個以上的檢測器。IceTop用作宇宙射線淋浴檢測器，用於宇宙射線組合物的研究和重合事件的測試：如果μ介子已經被觀察到經過IceTop，它不可能與在冰中的一個微中子相互作用。
Deep Core低能量擴展探測器[編輯]
- Deep Core低能量擴展探測器，是IceCube陣列的儀器密集的區域，延伸到低於100 GeV的可觀察到的能量。Deep Core鏈被部署在更大陣列的中心位置（在表面平面），深入到底部陣列（從1760到2450米之間的深度）中最清澈的冰。在從1850米到2107米的深度之間是沒有Deep Core的DOM（數字光學模塊），因為冰沒有這些層的清澈。
PINGU[編輯]
- PINGU（精密冰立方微中子觀測站下一代升級），是一個計劃中的擴展，將檢測到低能量微中子（〜GeV），用於包括確定微中子質量等級，檢測陶中微子，並尋找大質量弱相互作用粒子湮滅[12]。IceCube-Gen2，作為一個更大觀測站的遠景規劃已經被提出了[13]。
參考資料[編輯]
- ^ IceCube: Extreme Science!. 威斯康辛大學. 2009-06-30 [2009-10-15]. （原始內容存檔於2010-03-14）.
- ^ IceCube Quick Facts. 威斯康辛大學. [2015-01-12]. （原始內容存檔於2014-12-27）.
- ^ Abbasi, R.; Abdou, Y.; Abu-Zayyad, T.; Adams, J.; Aguilar, J.A.; Ahlers, M.; Andeen, K.; Auffenberg, J.; Bai, X. Calibration and characterization of the IceCube photomultiplier tube. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2010-06, 618 (1-3): 139–152 [2022-04-21]. Bibcode:2010NIMPA.618..139A. arXiv:1002.2442
. doi:10.1016/j.nima.2010.03.102. （原始內容存檔於2022-06-16） （英語）.
- ^ Abbasi, R.; Ackermann, M.; Adams, J.; Ahlers, M.; Ahrens, J.; Andeen, K.; Auffenberg, J.; Bai, X.; Baker, M. The IceCube data acquisition system: Signal capture, digitization, and timestamping. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2009-04, 601 (3): 294–316. Bibcode:2009NIMPA.601..294T. arXiv:0810.4930 . doi:10.1016/j.nima.2009.01.001 （英語）.
- ^ IceCube Neutrino Observatory. [2015-01-13]. （原始內容存檔於2015-01-12）.
- ^ IceCube Collaboration*. Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector. Science. 2013-11-22, 342 (6161): 1242856. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.1242856 （英語）.
- ^ Breakthrough in the search for cosmic particle accelerators: Scientists trace a single neutrino back to a galaxy billions of light years away. ScienceDaily. [2022-04-21]. （原始內容存檔於2018-07-17） （英語）.
- ^ IceCube - One hole done, 79 more to go. SpaceRef. [2022-04-21].[失效連結]
- ^ IceCube Neutrino Detector COMPLETE. [2011-01-09]. （原始內容存檔於2010-12-25）.
- ^ World's largest neutrino observatory completed at South Pole (Dec. 17, 2010). [2015-01-13]. （原始內容存檔於2015-01-13）.
- ^ Aartsen, M.G.; Abbasi, R.; Abdou, Y.; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J.A.; Ahlers, M.; Altmann, D.; Auffenberg, J. Measurement of South Pole ice transparency with the IceCube LED calibration system. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2013-05, 711: 73–89 [2022-04-21]. Bibcode:2013NIMPA.711...73A. arXiv:1301.5361 . doi:10.1016/j.nima.2013.01.054. （原始內容存檔於2022-06-29） （英語）.
- ^ IceCube looks to the future with PINGU. 2013-12-30. （原始內容存檔於2015-10-06）.
- ^ Gen2 Collaboration; Aartsen, M. G.; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J. A.; Ahlers, M.; Ahrens, M.; Altmann, D.; Anderson, T. IceCube-Gen2: A Vision for the Future of Neutrino Astronomy in Antarctica. 2014 [2022-04-21]. arXiv:1412.5106 . doi:10.48550/ARXIV.1412.5106. （原始內容存檔於2022-07-07）.
外部連結[編輯]
 |
維基共享資源上的相關多媒體資源：冰立方微中子天文台 |
- IceCube 官方網站
（美式英語） - 南極緲子和微中子觀測陣列 AMANDA 官方網站（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
