据报道，科学家正在南极冰下架设一部大型望远镜，未来有一天将能为科学家提供地核的图片。根据最新计算，这部被称作“冰立方”的设备将能为科学家提供一张地球铁核图片，描绘出这个靠近质量更轻的岩石外壳的地核的大致轮廓。
词条冰立方
定义国际科研项目，有美国等数个国家和基金会发起和执行。
基本内容
“冰立方”是一个国际科研项目，有美国等数个国家和基金会发起和执行。目前项目正在建设中，设计目的是用来探测被称作中微子的亚原子粒子，这种物质让人捉摸不透，但它们很容易穿越行星体。然而，有少量中微子并没有那么幸运，深埋在南极地下的冰立方设备就是用来发现它们的。这个设备由数千个探测器组成，最终科学家将把它放进一个1立方千米的冰块中。这些探测器的镜头对准下方，用来监视与众不同的蓝色闪光，这些闪光意味着一个中微子已经成功从地球中逃逸出来，受到南极冰层的阻挡。这项研究的主要目的是，从外层空间的外来物体中寻找中微子，例如银河中心庞大的黑洞，利用地球作为防护物，以屏蔽其他宇宙微粒发出的有害噪音。[1]
但是“冰立方”还能当作行星扫描仪。一些中微子拥有超过10万亿电子伏特(比普通的核辐射能量高数百万倍)的极高能量。这些高能粒子并不是十分光滑，它们中的大部分将被地球的铁和岩石层挡住去路。天文学家希望发现来自遥远的天体(或许是那些庞大的黑洞之一)的中微子光束，随着地球旋转，他们将能利用“冰立方”对它们进行监控，扫描光束穿越行星的路径，从而揭示这颗行星的结构。
然而，“冰立方”的前辈，一台被称作AMANDA的中微子望远镜很不幸，它无法看到这些遥远的中微子来源。这样看来，这些中微子发出的光线一定非常暗淡。巴塞罗那大学的玛丽亚·庚匝莱兹·盖尔克鲁纳说：“我们利用‘冰立方’将能看到它们，但是它们不够强烈，因此我们无法扫描地球。”但是，庚匝莱兹· 盖尔克鲁纳和她的同事发现，“冰立方”可以利用高能粒子与其他宇宙射线相撞，在地球大气中产生的中微子漫射来解决这个难题。
地核元素
地核密集的铁元素应该比它周围的岩石层吸收更多这种大气中微子。因此通过地球背后明亮的光线，“冰立方”应该能看到从黑影中凸现出来的地核，就像X 光照射下的一根骨骼。另一个叫KM3NeT的大型中微子望远镜(计划用来对地中海的深水进行探测)，将为我们提供其他方面的信息。原则上说，用这种方法探测地球的内部，至少将比常规方法的视野更加清晰，科学家通过测量地球的波动，推测出地核的形状。
然而，中微子的光线非常暗淡，因此制作地核图片的过程只能慢慢进行。利用“冰立方”进行十几年探测后，这些科学家计算出地核应该会有一个大致的轮廓，但是观测任何有关地核与它的覆盖物边界的详细资料，将会花费更长时间，或许还需要一个更好、更大的中微子望远镜。庚匝莱兹·盖尔克鲁纳告诉《新科学家》杂志：“利用一个更大的探测器，你将能更加精确地进行观测。”
加利福尼亚理工学院地球科学家大卫·史蒂文森指出，科学家已经制作出大量更加详细的图片，用来分析震波穿越地球的过程。“我是中微子地球物理学的一名支持者，但是科学家在几十年内可能无法从这方面受益。”
相关发现
在发现有史以来能量最高的2个中微子后，科学家利用深埋在南极点冰下的巨型粒子探测器，发现了另外26种新型高能中微子存在的迹象。这些新发现的中微子的能量要比之前发现的两个中微子的能量小一些，但似乎比宇宙射线撞击大气层这也是地球中微子的主要来源所形成的中微子的能量大一些。因此，这意味着，这些粒子可能由人们目前并不了解的、在深空中发生的天体物理学过程所形成。
调查结果
“目前该结论仅仅是很初步的结果。”在5月15日于美国麦迪逊市举行的天体物理学粒子研讨会上，威斯康星大学麦迪逊分校学者Nathan Whitehorn表示，“我们并不完全确定这种新粒子来源于某种天体物理学过程。”但是，仅凭已知的太阳系过程，科学家很难解释为何这些粒子会有如此多的数量并携带如此多的能量。“如果在分析更多数据之后，我们发现结果确实是这样，并且其确实来自某种新型天体物理学来源，那么我们就能据此解释很多之前认为几近无解的问题。”
在冰立方（南极冰立方中微子天文台）工作的物理学家正在努力理解高能宇宙射线从宇宙中飞来并轰击地球的带电粒子起源，他们认为，这或许与上述中微子的起源有关。“基本上，任何你能想到可以产生宇宙射线的物体，都能同时产生中微子。” Whitehorn说，与宇宙射线轰击大气层时局部产生的中微子不同，天体物理学的中微子或许是和宇宙射线同时、由同一物体所产生的。
结构原理
冰立方中微子天文台利用一张特制的“网”来捕捉著名的中微子 一种很少与物体原子相互作用的轻量级基本粒子的滑行过程。冰立方由5000多个埋在南极冰下2公里的光线传感器组成，其所涉及的南极冰体足以填满几十万个奥林匹克游泳池。在这么大的体积中，来自宇宙的中微子穿过太空、穿过人体甚至是岩石，偶尔会撞上冰中的原子，从而发出微弱的闪光。
而这种闪光的特性，例如光的式样（存在斑点还是存在条纹）、粒子运动的方向（是从天空中向下运动，还是向上穿过地球）等，都能够揭示中微子的三个基本属性及其来源。中微子研究有一个关键优势其他带电宇宙射线运动的轨迹因受到磁场的影响，都是弯曲缠绕的，而中微子则可不受这些因素影响，其运动轨迹为直线，也就是说，沿着其运动轨迹回溯，即可找到它们的来源。
根据已知的理论，在过去的两年中，研究者们已经识别了能量从数十兆到数百兆电子伏不等的10.6种粒子。而4月宣布发现的28种新粒子，包括两种非常高能的粒子，意味着科学家发现了中微子的新的来源。
因此“冰立方”物理学家、同时就职于威斯康星大学麦迪逊分校的Naoko Kurahashi Neilson，尝试通过追溯新粒子的到达方向来寻找其最初来源的蛛丝马迹。“我目前的工作是搞清沿着其路径回溯，是否会发现能够产生宇宙射线的天体。”她说。不过，或许由于可研究的粒子数量太少，研究者没有发现特别有力的证据。“因为虽然相对之前，我们已经做了相当多的工作，但是，这还远远不够。”她补充说，“我们得出了不存在可辨认的中微子来源的结论。”
研究人员利用筛选技术来排除仿冒粒子，并通过将监测器边缘设为“红旗地带”等手段来减少来自大气中微子的背景噪音。一些带电粒子，例如大气中的μ介子能够激发位于冰立方监测器边缘位置的传感器，而中微子则可以直接穿透并激活埋在冰下的传感器。“科学家不想要到达监测器上的物质，而想要在监测器上发生的东西。” “冰立方”物理学家、威斯康星大学麦迪逊分校学者Claudio Kopper说。不过，证明中微子确实来源于高能宇宙活动确实需要很长时间。“我们的目的就是找到来源，但可惜，我们还没有找到。” Kopper说。
相关资讯
24日下午，北京冬奥申委组织采访了鸟巢和水立方，记者现场获悉，08年奥运会后，鸟巢实现了赛后的全面可持续性发展，而水立方被誉为“奥运场馆赛后利用的典范”。如果北京获得2022年冬奥会主办权，水立方将变身为“冰”立方。
国家体育场常务副总经理相军介绍，08年奥运会后，国家体育场得到了很好的利用。千龙网记者 戚连民
鸟巢实现赛后全面可持续性发展
千龙网记者在鸟巢采访时了解到，国家体育场（鸟巢）是第29届奥林匹克运动会的主体育场，可容纳观众近10万人，承担了2008年北京奥运会和残奥会开、闭幕式及田径、男子足球决赛等比赛项目。如果北京获得2022年冬奥会主办权，这里将作为冬奥会和冬残奥会开闭幕式的举办地。
据国家体育场常务副总经理相军介绍，08年奥运会后，国家体育场得到了很好的利用，举办的赛事包括意大利超级杯、英超圣殿杯、南美超级杯等足球赛事，以及世界田径挑战赛等赛事。2015年8月，这里还将举办世界田径锦标赛。
“过去5年，鸟巢连续在冬季长达4个月的时间里，举办‘鸟巢欢乐冰雪季’活动，参加冰雪活动的人次超过百万。”相军如是介绍。
尤其值得一提的是，“我的奥林匹克”是鸟巢重点培育的又一个品牌性体育休闲体验项目，2012年8月8日以举办鸟巢首届儿童模拟奥运会开始运营，以青少年参与奥林匹克为主题开展各项活动。
据相军介绍，国家体育场在坚持全年对公众开放的同时进行了赛后改造，建设了火炬广场、冠军墙等，不断打造鸟巢旅游新亮点；同时举办多项大型体育赛事和文化演出，积极投身社会公益事业，开发独具鸟巢特色的特许产品，打造商业产业链，培育冰雪季等自主品牌项目，从而实现了鸟巢赛后的全面可持续性发展。
国家体育场在坚持全年对公众开放的同时进行了赛后改造
2022年水立方或将变身“冰”立方
记者在水立方采访时获悉，国家游泳中心（水立方）是2008年北京奥运会标志性建筑物之一，是唯一一座由港澳台同胞、海外华侨华人捐资建设的奥运场馆，被美国《商业周刊》评为“中国十大新建筑奇迹”。
据水立方总经理杨奇勇介绍，2008年奥运会和残奥会期间，水立方承担了游泳、跳水、花样游泳等比赛，各国运动员在水立方24次刷新21项世界纪录，被誉为“水魔方”和“游泳运动圣殿”。
如果北京获得2022年冬奥会主办权，在冬奥会和残冬奥会期间，这里将举办冰壶和轮椅冰壶比赛，杨奇勇很期待2022年水立方变身成冰立方。杨奇勇说，水立方赛后运营成果显著，被誉为“奥运场馆赛后利用的典范”。
北京奥运会之后，水立方成为集游泳、运动、健身、休闲于一体的多功能国际化健身中心，也是北京的旅游热点之一，每年游客超过220万人。前国际奥委会主席罗格称赞水立方是“设施最完善、开放程度最高、运营效果最好的奥运游泳馆”。
相关推荐
最新文章