Borexino观测站的不锈钢球体装满了光学传感器
Borexino观测站的探测器中装满了一种特殊的碳氢化合物液体
IceCube观测站首席研究员、威斯康辛大学麦迪逊分校的弗朗西斯·哈尔岑(Francis Halzen)说:“它是由一个穿过地球,从我们的探测器下方出现的中微子所产生的。”通过一种被哈尔岑称为“信封背面”(back of an envelope)的物理计算,研究团队重建了中微子的相互作用,即μ子轰击冰层,释放2600TeV的过程。
“利用标准物理模型,这个中微子的能量大约在5000到10000TeV之间,最可能的值是在这一范围的中间,”哈尔岑解释道,“这个中微子的能量相当于1000倍大型强子对撞机光束的能量。这太惊人了。”
事实上,IceCube观测站的物理学家正是用这类证据来确定探测到的宇宙中微子数量增加了一倍。他们已经在对两年来的数据进行重新分析,此前在这些数据中已经发现了超过50种银河系的粒子,均为直接来自南方天空的电子和陶中微子。
在即将发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)的一篇文章中,研究团队将注意力投向了北极,揭示了有同样数量的谬中微子从北半球飞入了地球内部。最终,每个中微子都撞到了一些物体,在冰层中释放了μ子,就像2014年6月破纪录的那个一样。
哈尔岑说:“这种新的方法使我们获得了同等数量的缪中微子,我们的统计因此也达到了100以上。”重要的是,μ子相对较重,因此当冰层中的传感器发觉它们的经过,其轨迹也能够再进行重建。这使得IceCube成为一台望远镜,能向北穿过地球,观察中微子所来自的宇宙角落。
来自内部的轰击
中微子还可以由少得多的能量产生,而且与我们的距离也可以更近。Borexino观测站埋在意大利格瑞·萨苏的地下,200吨特制油填满了一个巨大的、球形的桶,里面装有光学传感器。Borexino观测站的建造目的是为了捕获由太阳中心核反应产生的低能中微子。观测站以往的工作是成功的,但现在国际研究团队利用其7年的数据,对地球内部进行探测。
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