12月30日消息，據美國《連線》雜志報道，經過長達10年的鑽洞作業，鑽入南極冰層下方超過1英裡(約合1.6公裡)的深度，位於南極冰層下巨 型中微子望遠鏡“冰立方”建造工作宣告結束。“冰立方”由三維傳感器陣列構成，能夠探測黑洞、超新星和恆星等宇宙天體釋放出的中微子，是迄今最大的粒子探 測器。
中微子的質量幾乎為零，能夠在不發生任何反應的情況下穿過物質，例如太陽和地球。它們經常猛烈撞擊原子核心，形成“核粒子雨”。這一過程會釋放出暗藍色光痕跡，冰立方的5160個傳感器能夠對其進行追蹤並具有極高的精確性。
冰立方項目負責人、美國威斯康星大學麥迪遜分校理論物理學家弗朗西斯·赫爾澤表示：“大約有一百萬分之一的中微子闖入質子。我們正對這種核反應 釋放的能量和方向進行測量，用以繪制出一幅基於中微子的太空地圖。”據赫爾澤介紹，這項中微子探測項目耗資1億美元，是工程師和物理學家迄今為止嘗試過的 最富有挑戰性的工作之一。他說：“任何人都無法保證這一項目一定會取得成功。如果我們提前就知道建造過程的復雜性，我們也許從一開始就選擇放棄。”
鑽機
盤管加熱元件
增強型熱水鑽機
工程人員為冰立方鑽一個洞大約需要兩天時間，洞寬1.6英尺(約合48釐米)，深1.5英裡(約合2.41公裡)。首先，他們利用盤管加熱元件 融化250英尺(約合76米)厚的積雪。為了鑽透硬如岩石的冰層並向下鑽1英裡多的深度，他們使用了增強型熱水鑽機。冰冷的融水會流向地面，重新加熱後再 流回鑽機。
冰管
冰管
傳感器
技術人員將一串60個光敏模塊下降到1.5英裡深的冰管底部的水中。凍結之後，光敏模塊將永遠留在那裡。傳感器負責將數據傳回地面處理中心。
傳感器
5160個數字光學模塊中的最後一個
一套電子元件
5160個數字光學模塊中的最後一個，正等待被放入南極冰層的鑽洞中。每一個數字光學模塊的下半部分裝有一個光電倍增管，用於探測切倫科夫輻射 發出的藍光。藍光由粒子以超光速穿過物質所致，同樣的效應導致核反應堆堆芯中的水發出藍光。一套電子元件負責將模擬信號轉換成高通量數字信號，玻璃罩則負 責保護模塊免遭冰下的巨大壓力破壞。
計算能力
座落於86個冰管上方的一個計算中心
冰管內裝有大量傳感器
座落於86個冰管上方的一個計算中心，冰管內裝有大量傳感器，負責處理所有冰立方數據。冰立方每天可探測到220次中微子活動，計算機必須過濾 掉1億個欺騙性信號，才能觀察到這些活動。這些多余的活動由高能粒子(並未中微子)轟擊地球大氣層所致。每次符合要求的中微子活動的能量和方向都會被記錄 下來，而後通過衛星傳給威斯康星大學麥迪遜分校。赫爾澤表示，最理想的數據往往來自於中微子穿過地球並從下方撞向冰層。
上世紀70年代至90年代初，物理學家認為在深海建造一個類似冰立方這樣的中微子探測器所面臨的挑戰更小一些。據赫爾澤透露，經過幾次關鍵性驗 證——包括AMANDA(南極μ介子及中微子探測器列陣)實驗——他的同事放棄了選擇深海的想法。冰立方就是在AMANDA實驗基礎上研制的。
他說：“只有在深海建造類似的探測器之後，我們才能進行比較。目前，相關努力已在進行之中，地點就選在地中海。有一點我希望說明一下，我們能夠繼續自己的實驗。一旦部署完畢，探測器上方的計算中心便將開始數據處理工作。”
天空圖
天空圖
在冰立方沒有完成建造前，科學家也能收集有關中微子的數據。這幅天空圖歷時兩年左右繪 制，涵蓋了40組傳感器記錄下的中微子點源。赫爾澤表示，如果能夠像預想中的一樣正常運轉下去，冰立方可以服役20年左右，探測中微子。“一旦將這些傳感 器放入冰中，你就再也沒有觸碰它們的可能。到目前為止，情況相當不錯。我們只損失了很少的傳感器。”