搜尋暗物質 南極微中子天文台 "冰立方" 完工

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〔編譯羅彥傑／綜合報導〕歷經十年規劃建造，耗費超過兩億七千萬美元的全世界最大微中子天文台「冰立方」（IceCube），本月十八日終於在南極完工。這個天文台的「望遠鏡」是由深埋南極冰原底下一千四百公尺的五千一百六十個光學感應器所組成，它們所佔的容積廣達一立方公里。這個超大型望遠鏡將有助於科學家解開宇宙射線來源之謎，搜尋暗物質，甚至找到宇宙起源的答案。

有助科學家解開宇宙起源之謎

共有多個國家的四十個學術機構參與「冰立方」計畫，主要由美國國家科學基金會（ＮＳＦ）贊助，威斯康辛大學主持。ＮＳＦ在竣工聲明中說：「南極極冰最後證明是偵測微中子理想媒介。它特別純淨、透明且無放射性。」

深埋南極地底的1立方公里六方體

「冰立方」自二○○四年起開始施工建造，是一個容積為完整一立方公里的六方體，一開始，科學家在美國阿姆德森—史考特南極站附近，用特殊設計的熱水鑽具在地底鑽出八十六個孔，做出一個離地面深達約一千四百公尺的立方體，然後再向下延伸一公里。

「冰立方」相當日本「超級神岡微中子天文台」一千倍大，且包含八十六串、每串有六十個光學感應器，總計是五千一百六十個。每個感應器約一顆籃球大小，懸掛在八十六個孔的纜線上。

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，由於非常小，通常可以穿過固體物質，而不會與任何分子碰撞。

科學家相信，在「大爆炸」（Big Bang）期間首次創造出微中子，太陽的核反應及垂死的恆星爆炸創造超新星時，仍會製造微中子。數以兆計微中子隨時穿越地球而不留一點痕跡，但若有一顆微中子偶然撞上冰層原子或水分子，散發一道藍光，「冰立方」就能偵測出來。由於南極的冰極純，因此微中子幾乎可以肯定將與水分子互動，而非其他的分子。「冰立方」可目睹長條狀介子，亦即微中子與水原子核碰撞產生的殘餘物。

科學界稱「冰立方」是國際研究的重大里程碑，稱研究微中子將有助於了解宇宙的起源。它除研究大氣層中微中子，並尋找伽瑪射線爆炸、活躍星系核、宇宙射線與宇宙背景輻射互動，乃至暗物質粒子湮滅所創造的微中子。暗物質約佔宇宙的二十三％，但迄今未能偵測到。