物理學家以 ADI 的元件打造南極的「冰」望遠鏡用來解開太空的奧秘

http://www.finet.hk/mainsite/newscenter/PRNHK/0/14867.html

- 「IceCube」微中子天文台靠 ADI 的轉換器和放大器協助科學家研究暗能量和暗物質的物理性質。

這個創新的「地底」望遠鏡專案稱為 IceCube（http://icecube.wisc.edu/），是在南極使用一立方公里大小、純淨、極半透明的冰層作為望遠鏡的「視窗」，也就是粒子偵測器，以尋找宇宙中已知的最小粒子，稱為微中子（點擊這裡以觀看 IceCube 網站的電影和動畫，來了解其工作原理：http://gallery.icecube.wisc.edu/external /main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=1107）。微中子是一種次原子粒子，不帶電荷，由元素和基本粒子的放射性衰變產生。微中子以接近光速的速度行進，因為微中子非常小，所以通常可以穿過固體物質，並不會與任何原子碰撞。然而一旦微中子碰撞到原子，就會散發出光能，有助於偵測出這些次原子粒子的存在，並偵測出行進方向。

IceCube 會從最劇烈的天體物理學來源，包括超新星爆發事件、伽瑪射線暴事件，以及涉及黑洞與中子星的劇烈現象，來搜索微中子。IceCube 望遠鏡是搜尋暗物質的有力工具，而且有可能會揭露全新的物理過程，告訴我們關於自然界最高能量粒子的神秘起源。

IceCube 利用南極冰層作為世界最大量的，用作儀表的冰∕水。穿過冰層的微中子撞擊原子，並且在撞擊時產生藍色的光，可以由 IceCube 的數位光學模組（digital optical modules，DOMS）偵測出來。

ADI 的資料轉換器與放大器安裝在高達5000多顆的 DOMS 上。DOMS 的外觀是直徑13英寸的耐壓玻璃球，以電纜部署在冰面下深度1.5公里到2.5公里之間。而嵌入冰層後，在未來的 25年，DOMS 將偵測並傳送關於粒子碰撞的實驗數據。

勞倫斯柏克萊國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory，LBNL）的設計工程師 Jerry Przyblski 表示：「我們需要低功率、可靠的產品，並為這個專案提供所需的壽命，尤其是在 DOMS 上的主機板。勞倫斯柏克萊國家實驗室與威斯康辛大學麥迪遜分校的設計團隊採用了 ADI 資料轉換器和放大器，符合我們的需要與要求。我們在 DOMS 和通訊系統中採用了 ADI 的產品，如 ADC（類比到數位轉換器）、DAC（數位到類比轉換器）、放大器等。到目前為止，IceCube 的科學家們在這幾年的操作中，已經擷取到相當於上千部 DOM 的數據。」

IceCube 地底望遠鏡將於 2011年建造完工。美國國家科學基金會把建造 IceCube 的主要責任，授予美國威斯康辛大學。該專案是研究人員之間的合作，研究人員來自世界各地，參與的國家還包括比利時、德國、荷蘭、瑞士、日本、英國、紐西蘭及瑞典。

把 DOMS 安裝到冰層中

要安裝 DOMS，先使用熱水鑽孔機以每分鐘 200加侖的速度、1000 psi 的壓力射出190華氏度的水，在南極冰層中融出1公里到2公里深的孔。冰孔鑽好之後，把電纜串起的60部微中子偵測 DOMS 降入20萬加侖融化的冰水中。冰水在大約 24小時之後會再結成冰，並包覆內 ADI 轉換器與放大器的 DOMS，溫度在 -20攝氏度到-30攝氏度之間。明年將會鑽好最後 7個冰孔，總共會有86個冰孔，每個冰孔中有60部 DOMS。點擊下面連結會播放一段動畫，顯示如何把 DOMS 嵌入 IceCube 的 Deepcore 之中