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科学家在南极冰层寻找太空中微子

我们常常通过天文观测来了解宇宙的 奥秘。太空中的 天体会辐射出多种波长的 电磁波。这些电磁波携带着各种不同的 信息，向我们揭示宇宙的 奥秘。当然，它的目的主要还是为法国来华的船舶服务的，但客观上也推动了西方科学在中国的传播。除了电磁波外，天体还会发射一些实物粒子。例如，太阳还发射出大量的 中微子和称为太阳风的 带电粒子流。接下来，我们要讨论的 主角就是中微子。目前，一些天文学家正在南极安装仪器，希望能检测到来自深空的 高能中微子。

具有独特属性的 中微子

　　中微子是一种在性衰变和核聚变中产生的 粒子。它不带电荷，几乎没有质量，而且与其他物质之间发生的 相互作用极其微弱。因此，一颗高能中微子可以自由地穿越一光年厚的 铅层，而很可能不会打扰其中任何一个原子。

在水中，这种粒子会发射出一个锥形的 浅蓝色光脉冲，称为“切伦科夫辐射”。在水的 周围，布满了一层层仪器，用于检测这种辐射。后来，奥地利物理学家泡利在1930年提出，是一种尚没有办法检测到的粒子带走了缺失的能量和动量。大量的 水担任着靶体的 角色，可让中微子与它们发生相互作用；同时，这些水又起着介质的 作用，使得物理学家得以检测到这种相互作用。

利用天然冰层建造中微子探测器

　　如果要寻找来自太阳的 中微子，一槽罐液体就可以了。然而，如果要寻找那些来自深空的 剧烈事件(如超新星 爆发)产生的 中微子，一槽罐液体就不够用了，因为这些来自深空的 高能中微子十分分散，到达地球的 就很罕见了。

如果科学家要用超纯水来检测来自深空的 中微子，假定槽罐的 长度为数十米，那么也许不得不等上数十年才能检测到一颗中微子。因此，要提高检测效率，所需槽罐的 长度将不是以米来计量，而是要长达数千米。

　　于是，科学家想到了一个新的 创意：利用南极冰原厚达数千米的 天然冰层建造中微子探测器。这台探测器被称为“冰立方”中微子探测器，是迄今为止建造的 壮观的 天文探测器。在这台仪器中，冰起着以往研究中超纯水的 作用，它既是靶体，又是观测介质。

百年老台，近代天文入华来

明朝中后期，正是西方科学传统复兴、近代科学革命风起云涌的 时代。哥白尼“日心说”的 产生，奠定了现代天文学的 思想基础；而伽利略次将望远镜指向天空，并得到的 惊人发现，则奠定了现代天文学的 实测传统。要鉴别出哪些反应是由宇宙线引起的，并把它们与中微子引起的反应区别开，这不是一件容易的事情。中国作为一个悠悠文明古国，有史以来就有观天测象的 传统，在世界天文发展史曾做出过独特的 贡献。但从明朝开始，随着西方近代科技文明的 飞跃发展，中国传统的 天学方法相对来说开始落后了。