追踪幽灵粒子
如果把你的手伸向太阳,会有10亿个中微子从手中穿过。
协助发现
ADI的产品正在地球上环境最恶劣的地方工作,帮助天文学家看到从未有人看过的景象: 宇宙中微子。
ADI数据转换器和放大器冰冻在南极冰层下方1.5英里处,帮助世界上最大的粒子探测器——IceCube——捕捉公认难以捉摸的中微子。
威斯康星大学麦迪逊分校的IceCube仪器管理员Michael DuVernois表示:"ADI组件是探测中微子碰撞并将碰撞信息上传至冰层以外的核心部分。 从一开始,我们就对ADI器件在-40 ºF以下环境中的表现信心十足。"
冰川以每年大约30英尺的速度移动;由于器件在冰川内安装之后无法替换,保证这些器件的长期稳定性十分重要。 DuVernois表示:"我们预期这些器件还能再工作20年,同时下一代IceCube将继续使用ADI的产品。"
测量不可测量的事物
中微子看不见、不带电且几乎没有任何重量,它们以光速穿越空间——可轻易穿越墙壁和冰川。 搭建能看到中微子的观测站耗时6年,花费了2.79亿美元。
极端温度、恶劣条件以及探测器庞大的体积使得这一努力充满挑战性。 然而,来自各个国家的科学家和工程师找到了深入南极洲冰盖的方法。 一台特殊的钻孔机以1,000 psi压强、每分钟200加仑的速度喷射190 °F的水,在1km到2km深处融化出86个孔洞。
随后,团队向洞中释放5,000个篮球大小的光采集球。 这些球形探测器——称为数字光学模块(DOM)——内含高性能电子器件(包括传感器),可在中微子撞击冰中的水分子时检测发光。DOM板载通信系统使用ADI的传感器和放大器,将这些信号数字化,以便在信号传输1英里到达地表的过程中提供保护。
迎来崭新的时代
有鉴于中微子那难以捉摸的特性,IceCube探测到的粒子数量(28个,并在不断增加)甚至让观测站的首席研究员——威斯康星大学麦迪逊分校的物理教授Francis Halzen感到惊讶
Halzen于该发现之后评论:"我们最终发现了来自外太空的中微子流。 这标志着天文学迎来了新时代的曙光。"这项发现被观测站物理世界杂志称为"2013年的重大突破"。
宇宙中微子有望为暗物质提供线索——一种看不见的物质,其质量占宇宙总质量的绝大部分——并且有望揭开宇宙射线、超新星爆发以及其他产生粒子的巨变性事件的起源秘密。
同时,IceCube依然以超越设计规格的性能工作。 它将在未来20年中继续收集粒子碰撞的实验数据。
Halzen表示:"这项计划有着如此多的独特处,以往的知识全不够用。 问题不断涌现,而且必须解决。 帮助解决这些问题让我们得到了很多快乐。"