偵 測 高 能 量 的 中 微 子
Detecting high-energy neutrinos
二 零 零 一 年 五 月 May 2001

 南 極 冰 層 下 的 探 測 器 在 追 蹤 宇 宙 中 微 子
 中 微 子 的 質 量

科 學 家 利 用 埋 藏 在 南 極 地 下 的 一 個 望 遠 鏡 ， 偵 測 到 高 能 量 的 中 微 子 ， 對 了 解 宇 宙 邊 緣 的 情 況 ， 很 有 幫 助 。

美 國 威 斯 康 辛 大 學 (University of Wisconsin) 的 豪 新 教 授 (Professor Francis Halzen) 說 ， 高 能 量 的 中 微 子 (neutrinos) 是 一 種 看 不 見 的 、 中 性 的 、 差 不 多 沒 有 質 量 的 亞 原 子 (sub-atomic) 物 質 ； 科 學 家 相 信 ， 這 些 中 微 子 是 由 遠 處 宇 宙 (universe) 邊 緣 的 星 系 (galaxies) 爆 炸 產 生 的 。

中 微 子 和 光 子 (photons) 不 同 ， 它 是 不 受 任 何 物 質 阻 礙 ， 它 可 以 通 過 星 球 (stars) 、 磁 場 (magnetic field) 和 整 個 星 系 ， 從 遠 處 宇 宙 的 邊 緣 ， 來 到 地 球 ； 因 此 ， 科 學 家 希 望 ， 從 研 究 中 微 子 ， 可 以 幫 助 他 們 了 解 ， 宇 宙 深 處 的 情 況 。

科 學 家 使 用 的 望 遠 鏡 ， 是 美 國 國 家 科 學 基 金 會 National Science Foundation 贊 助 ， 這 個 稱 AMANDA 的 望 遠 鏡 ， 是 埋 藏 在 南 極 (South Pole) 地 下 一 公 里 半 的 地 方 ， 望 遠 鏡 是 由 六 百 六 十 七 組 光 學 系 統 組 成 ； 上 圖 所 見 是 科 學 家 解 釋 望 遠 鏡 的 結 構 圖 象 。

科 學 家 指 出 ， 望 遠 鏡 是 向 下 的 ， 目 的 是 收 集 射 向 北 極 (North Pole) 而 貫 穿 地 球 核 心 的 中 微 子 ， 利 用 這 方 法 ， 便 可 以 避 免 收 集 對 其 他 從 天 空 全 來 的 輻 射 粒 子 ， 因 為 其 他 的 粒 子 是 不 能 貫 穿 地 球 核 心 的 。

當 中 微 子 碰 撞 到 另 外 一 個 粒 子 如 質 子 (proton) 時 ， 會 產 生 另 一 亞 原 子 物 質 ， 稱 介 子 (muon) ， 介 子 是 屬 於 基 本 粒 子 的 一 種 ， 它 的 質 量 是 電 子 (electron) 的 二 百 零 六 點 七 倍 ； 這 些 介 子 會 跟 隨 中 微 子 移 動 ， 形 成 一 個 藍 色 的 短 暫 的 痕 跡 ； 下 圖 所 見 ， 是 科 學 家 拍 攝 到 中 微 子 的 照 片 。

Photos courtesy of University of Wisconsin

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