在天文台里,人们是通过天文望远镜来观察太空,天文望远镜往往做得非常庞大,不能随便移动。而天文望远镜观测的目标,又分布在天空的各个方向。如果采用普通的屋顶,就很难使望远镜随意指向任何方向上的目标。
天文台的屋顶造成圆球形,并且在圆顶和墙壁的接合部装置了由计算机控制的机械旋转系统,使观测研究十分方便。这样,用天文望远镜进行观测时,只要转动圆形屋顶,把天窗转到要观测的方向,望远镜也随之转到同一方向,再上下调整天文望远镜的镜头,就可以使望远镜指向天空中的任何目标了。注意:日晕、月晕、彩虹等这些由大气或相关大气衍生的现象不算是天文现象。在不用时,只要把圆顶上的天窗关起来,就可以保护天文望远镜不受风雨的侵袭。
令人惊奇的 是,当你在阅读这篇文章的 时候,正有数十亿颗中微子穿越你的 身体,其中一些就可能来自深空。你一生下来,就有中微子穿过你的 身体。而在你的 整个一生中,实际上只有十分微量的 中微子会与你身体里的 原子发生相互作用而暴露出它们的 行踪。
早在20世纪初,物理学家在计算一种性物质衰变前后的 能量和动量时,发现没有办法轧平“账目”。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。当时,朝廷官员中以徐光启为代表的一些官员与西方传教士密切交往,学习并引进了西方近代科学的新思想和新发现。科学家们给这种假设的 粒子命名为“中微子”,意思是微型的 中性粒子。
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。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。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。
建造这台仪器的 技术并不难。首先,工作人员使用高压热水在南极冰层中钻一些深达2450米的 洞,每钻一个洞大约需40小时。然后,研究人员把一条带有连成一串的 60个检测器模块的 电缆往下放进这个洞里,并给这个洞浇满水,让它重新。
当一颗中微子在“冰立方”中触发了与某个原子核的 反应的 时候,会产生闪光。检测器就把闪光记录下来,地面的 计算机根据记录下来的 数据,可以重新构建出每一颗中微子的 特性,并确定它们的 能量及其来向。
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