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牛頓力學(xué)的出現(xiàn),核能的發(fā)現(xiàn)等對(duì)人類文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的聯(lián)系。當(dāng)前,對(duì)高能天體物理、致密星和宇宙演化的研究,能極大推動(dòng)現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展。主要通過(guò)觀測(cè)天體發(fā)射到地球的輻射,發(fā)現(xiàn)并測(cè)量它們的位置、探索它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、研究它們的物理性質(zhì)、化學(xué)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、能量來(lái)源及其演化規(guī)律。對(duì)太陽(yáng)和太陽(yáng)系天體包括地球的研究在航天、測(cè)地、通訊導(dǎo)航等部門中都有許多應(yīng)用。天文起源于古代人類時(shí)令的獲得和活動(dòng)。
天文學(xué)循著觀測(cè)-理論-觀測(cè)的發(fā)展途徑,不斷把人的視野伸展到宇宙的新的深處。隨著人類社會(huì)的發(fā)展,天文學(xué)的研究對(duì)象從太陽(yáng)系發(fā)展到整個(gè)宇宙?,F(xiàn)今,天文學(xué)按研究方法分類已形成天體測(cè)量學(xué)、天體力學(xué)和天體物理學(xué)三大分支學(xué)科??茖W(xué)家在南極冰層尋找太空中微子我們常常通過(guò)天文觀測(cè)來(lái)了解宇宙的奧秘。按觀測(cè)手段分類已形成光學(xué)天文學(xué)、射電天文學(xué)和空間天文學(xué)幾個(gè)分支學(xué)科。
如果科學(xué)家要用超純水來(lái)檢測(cè)來(lái)自深空的 中微子,假定槽罐的 長(zhǎng)度為數(shù)十米,那么也許不得不等上數(shù)十年才能檢測(cè)到一顆中微子。因此,要提高檢測(cè)效率,所需槽罐的 長(zhǎng)度將不是以米來(lái)計(jì)量,而是要長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米。
于是,科學(xué)家想到了一個(gè)新的 創(chuàng)意:利用南極冰原厚達(dá)數(shù)千米的 天然冰層建造中微子探測(cè)器。這臺(tái)探測(cè)器被稱為“冰立方”中微子探測(cè)器,是迄今為止建造的 壯觀的 天文探測(cè)器。在這臺(tái)儀器中,冰起著以往研究中超純水的 作用,它既是靶體,又是觀測(cè)介質(zhì)。
建造這臺(tái)儀器的 技術(shù)并不難。首先,工作人員使用高壓熱水在南極冰層中鉆一些深達(dá)2450米的 洞,每鉆一個(gè)洞大約需40小時(shí)。然后,研究人員把一條帶有連成一串的 60個(gè)檢測(cè)器模塊的 電纜往下放進(jìn)這個(gè)洞里,并給這個(gè)洞澆滿水,讓它重新。
當(dāng)一顆中微子在“冰立方”中觸發(fā)了與某個(gè)原子核的 反應(yīng)的 時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生閃光。檢測(cè)器就把閃光記錄下來(lái),地面的 計(jì)算機(jī)根據(jù)記錄下來(lái)的 數(shù)據(jù),可以重新構(gòu)建出每一顆中微子的 特性,并確定它們的 能量及其來(lái)向。