物理學家利用ADI器件構(gòu)建揭開宇宙秘密的南極冰層望遠鏡
[導讀]AnalogDevicesInc.其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和放大器被深埋于地球上最冷大陸之一--南極洲冰層之下2千米，幫助科學家們構(gòu)建世界上最大的望遠鏡，以搜索人類已知的最小亞原子粒子。這一被稱為IceCube的創(chuàng)新型地下望遠鏡項目利用南極
AnalogDevicesInc.其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和放大器被深埋于地球上最冷大陸之一--南極洲冰層之下2千米，幫助科學家們構(gòu)建世界上最大的望遠鏡，以搜索人類已知的最小亞原子粒子。
這一被稱為IceCube的創(chuàng)新型地下望遠鏡項目利用南極一立方千米的純凈、超級半透明冰作為望遠鏡“視窗”或粒子探測器，搜索來自宇宙深空的目前已知最小粒子--中微子（觀看關(guān)于IceCube的電影和動畫以了解其工作原理：http://gallery.icecube.wisc.edu/external/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=1107）。中微子是一種不帶電荷的亞原子粒子，于放射性元素和基本粒子衰變時產(chǎn)生。中微子以接近光速的速度運動，非常微小，穿過固體物質(zhì)時通常不會與原子發(fā)生碰撞。但是，一旦中微子與原子發(fā)生碰撞，就會放射出微弱的能量，這種能量可以幫助我們檢測這些亞原子粒子的存在和方向。
IceCube將搜索最劇烈天體物理事件所產(chǎn)生的中微子，例如恒星爆炸、伽瑪射線暴以及有關(guān)黑洞和中子星的劇變現(xiàn)象等。IceCube望遠鏡是搜索暗物質(zhì)的強大工具，可能會揭示一些與自然界最高能量粒子的神秘起源有關(guān)的新物理過程。
通過在南極冰層中裝配儀器，IceCube構(gòu)成世界上最大的冰水探測體。穿過冰層的中微子與原子碰撞時會產(chǎn)生藍光，IceCube的數(shù)字光學模塊(DOM)能夠檢測到這種藍光。
ADI公司的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和放大器被安裝在5,000多個DOM中。這些DOM是直徑為13英寸的玻璃制球形壓力容器，連有電纜，分布于深1.5千米至2.5千米的冰層之下。在未來25年里，這些埋入冰層中的DOM將檢測并傳輸有關(guān)粒子碰撞的實驗數(shù)據(jù)?！拔覀冃枰軌驖M足項目工作年限要求的低功耗可靠產(chǎn)品，特別是對于DOM的主板。勞倫斯-柏克萊國家實驗室(LBNL)和威斯康辛大學麥迪遜分校的設(shè)計團隊選用的ADI公司數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和放大器符合我們的需要和要求?！盠BNL設(shè)計工程師JerryPrzyblski說：“我們在DOM和通信系統(tǒng)中使用了ADI公司的產(chǎn)品，如ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）、DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）和放大器等。到目前為止，IceCube的科學家們已經(jīng)收集到相當于DOM工作數(shù)千年的數(shù)據(jù)?！?BR>
IceCube地下望遠鏡的建造工作將于2011年完成。美國國家科學基金會委托威斯康辛大學牽頭負責IceCube的建造。該項目是一個國際合作項目，參加方還包括比利時、德國、荷蘭、瑞士、日本、英國、新西蘭和瑞典。
在冰層中安裝DOM
為了安裝DOM，首先用每分鐘射出200加侖、1,000psi、190華氏度熱水的水鉆在南極冰層中融化1千米至2千米深的冰孔。鑿開冰孔后，將串有60個中微子探測DOM的電纜放入200,000加侖的融冰中。這些冰會在約24小時內(nèi)重新凝固，將DOM及ADI公司的轉(zhuǎn)換器和放大器包裹起來，其溫度在-20攝氏度至-30攝氏度之間。最后7個冰孔將于明年完成，總共有86個冰孔，每個冰孔中安裝60個DOM。下面的動畫演示了如何將DOM埋入IceCube的深核中：http://gallery.icecube.wisc.edu/external/movies/DeepcoreAnimation_reduced.mov.html。
這一被稱為IceCube的創(chuàng)新型地下望遠鏡項目利用南極一立方千米的純凈、超級半透明冰作為望遠鏡“視窗”或粒子探測器，搜索來自宇宙深空的目前已知最小粒子--中微子（觀看關(guān)于IceCube的電影和動畫以了解其工作原理：http://gallery.icecube.wisc.edu/external/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=1107）。中微子是一種不帶電荷的亞原子粒子，于放射性元素和基本粒子衰變時產(chǎn)生。中微子以接近光速的速度運動，非常微小，穿過固體物質(zhì)時通常不會與原子發(fā)生碰撞。但是，一旦中微子與原子發(fā)生碰撞，就會放射出微弱的能量，這種能量可以幫助我們檢測這些亞原子粒子的存在和方向。
IceCube將搜索最劇烈天體物理事件所產(chǎn)生的中微子，例如恒星爆炸、伽瑪射線暴以及有關(guān)黑洞和中子星的劇變現(xiàn)象等。IceCube望遠鏡是搜索暗物質(zhì)的強大工具，可能會揭示一些與自然界最高能量粒子的神秘起源有關(guān)的新物理過程。
通過在南極冰層中裝配儀器，IceCube構(gòu)成世界上最大的冰水探測體。穿過冰層的中微子與原子碰撞時會產(chǎn)生藍光，IceCube的數(shù)字光學模塊(DOM)能夠檢測到這種藍光。
ADI公司的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和放大器被安裝在5,000多個DOM中。這些DOM是直徑為13英寸的玻璃制球形壓力容器，連有電纜，分布于深1.5千米至2.5千米的冰層之下。在未來25年里，這些埋入冰層中的DOM將檢測并傳輸有關(guān)粒子碰撞的實驗數(shù)據(jù)?！拔覀冃枰軌驖M足項目工作年限要求的低功耗可靠產(chǎn)品，特別是對于DOM的主板。勞倫斯-柏克萊國家實驗室(LBNL)和威斯康辛大學麥迪遜分校的設(shè)計團隊選用的ADI公司數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和放大器符合我們的需要和要求?！盠BNL設(shè)計工程師JerryPrzyblski說：“我們在DOM和通信系統(tǒng)中使用了ADI公司的產(chǎn)品，如ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）、DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）和放大器等。到目前為止，IceCube的科學家們已經(jīng)收集到相當于DOM工作數(shù)千年的數(shù)據(jù)?！?BR>
IceCube地下望遠鏡的建造工作將于2011年完成。美國國家科學基金會委托威斯康辛大學牽頭負責IceCube的建造。該項目是一個國際合作項目，參加方還包括比利時、德國、荷蘭、瑞士、日本、英國、新西蘭和瑞典。
在冰層中安裝DOM
為了安裝DOM，首先用每分鐘射出200加侖、1,000psi、190華氏度熱水的水鉆在南極冰層中融化1千米至2千米深的冰孔。鑿開冰孔后，將串有60個中微子探測DOM的電纜放入200,000加侖的融冰中。這些冰會在約24小時內(nèi)重新凝固，將DOM及ADI公司的轉(zhuǎn)換器和放大器包裹起來，其溫度在-20攝氏度至-30攝氏度之間。最后7個冰孔將于明年完成，總共有86個冰孔，每個冰孔中安裝60個DOM。下面的動畫演示了如何將DOM埋入IceCube的深核中：http://gallery.icecube.wisc.edu/external/movies/DeepcoreAnimation_reduced.mov.html。
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