科学家开启了中微子天文学时代，2013年标志了中微子天文学的“元年”。以埋植在南极洲冰层的望远镜为观测工具，天体物理学家成功地探测到宇宙的中微子，神秘而不同寻常的中微子从太阳系外的宇宙“出发”，以光速飞跃到我们的地球，急驰的中微子撞击了地球的表面，撞击的能量如同一名棒球手投掷球时的威力。成功地探测宇宙中微子奠定了进一步研究的基础，科学家想要尽快地了解高能中微子的真实来源。马里兰大学的物理学教授格雷戈里·沙利文指导了一支由12名科学家组成的团队，他们南极洲“冰立方”望远镜为平台，收集和分析了不同来源的中微子信号。

“冰立方”国际合作召集人沙利文相信，“中微子天文学”的时代向我们走来。科学团队宣布了震撼性的科学发现，他们观测了28个高能量的中微子事件，观测数据充分证明了天体物理学意义中微子的存在，它们来源于于太阳系外的宇宙深处。通过分析在“冰立方”探测的中微子信号，科学家了解了距离地球几百万年到几十亿光年的天体物理现象，从中微子层面研究宇宙天体的性质。科学家对中微子的来源和如何获得加速度的问题迷惑不解，尽管思考了100多年，他们一直没有找到一种很好的观测手段。为了解开中微子的神秘性。科学家研制了先进的仪器，通过南极“冰立方”实验室来探测天体物理学意义的中微子，“冰立方”的建成如期所愿，它的运行十分顺利，科学管理团队期待“冰立方”持续运行20年，提供更多中微子的观测数据。

《科学》杂志发表了科学团队的阶段成果。“冰立方”埋植在南极1立方公里范围的冰层，记录了中微子观测站第一次发现的宇宙中微子。科学团队的主要成员、威斯康辛—麦迪逊大学的物理学教授弗朗西斯·赫尔岑解释说，第一次获取了检测数据，高能中微子来源于太阳系以外，长期以来，科学家一直在搜索中微子，终于在南极发现了它们的踪迹，科学家对“中微子天文学”时代的来临感到格外欣喜。科学团队的成员、马里兰大学的助理教授卡拉·霍夫曼解释说，中微子是组成宇宙的基本模块之一，就在我们不经意的谈话之间，每秒有数十亿计的中微子“轻轻松松”地穿越我们的身体。极高能量的中微子没有受到磁场的影响，它们在高速运动中保持了方向和速度。绝大部分的中微子起源于太阳、或地面以上的大气层，一些罕见的中微子起源于太阳系外的星系。

天体物理学意义的中微子如何起源？或太阳系外的中微子发源何地？科学家没有找到明确的答案，他们猜测，伽玛射线暴、活动星系核和黑洞可能成为潜在中微子的来源地。中微子对粒子物理学、天体物理学和天文学的研究非常关键，科学家为此辛勤耕耘了50多年，他们研发了收集和分析高能中微子信号的探测器，“冰立方”项目设置了两个主要的科学目标，一是检测高能中微子流量、或比率；二是确定中微子的来源。250多位物理学家和工程师组成了国际化的合作团队，他们负责中微子观测站、或中微子天文台的管理和运行，马里兰大学的物理学家为”冰立方“主要的合作方，项目从2002年开始了独特的设计和建造

“冰立方”由160个数字化光学器件组成，它们被悬置在86根弦棒，所有弦棒被嵌入到南极冰层。科学家在冰立方观测站通过微小的绿色闪亮来发现中微子的存在，闪射的绿光被称之为切伦科夫光辐射，“从天而降”的中微子在南极冰层产生了相互作用，安装在冰立方实验室的计算机实时地从光传感器收集信号，通过卫星向北发送了有意义的光信息。马里兰大学的科学团队设计了“冰立方”数据收集和分析的软件系统。冰立方项目的设计和建造用了10年时间，2011年，“冰立方”完成了首次数据收集的使命。科学界对冰立方项目的管理和运行评价很高，天体物理学意义的独特望远镜被埋植在南极深层的冰体，它的奇异之处在于捕获了北部和南部天空的中微子，它们起源于宇宙的深处，穿越了非常遥远的距离，在地球表面探知它们的行踪，这是一个令人兴奋的科学奇迹。

2012年4月，“冰立方”探测了两个高能粒子事件，粒子能量超过了1PeV，科学家将两个高能粒子取名为伯特和欧尼，他们第一次在地球上的探测器确切地记录了“天文来客”的中微子。在发现了伯特和欧尼之后，科学团队查阅了从2010年5月到2012年5月的检测记录，从稍微低能的粒子中发现了26个高能粒子事件，它们的能量在30TeV以上，科学家从能量数据中判断，它们是起源于太阳系以外的中微子。 2013年5月15日，在华盛顿大学的麦迪逊校区召开了“冰立方”粒子物理学研讨会，马里兰大学的科学团队在研讨会上发表了成果。中微子的信号频率高于4个西格玛，从统计学上证实了“冰立方”的发现，科学家探测到了地球以外的高能中微子。

（在冰立方实验室的计算机以实时的方式收集原始数据，发出数据的探测器埋植在南极洲深部的冰层，用于物理学研究的事件数据经过了筛选，数据通过卫星向北方传送到使用者的电脑，数据的使用者为冰立方的合作成员。马里兰大学的冰立方科学团队设计了数据收集系统。）

从遥远深处而来的中微子没有受到外在因素的阻扰，它们沿着一条直线以光速向前运动，中微子的直线特征成为了“路线图”的指南，科学家依次确定了它们的来源，找到了它们最初“出发地”的星系。至今为止，科学家记录了28个中微子事件，数量不足不足以揭示中微子的来源地。为了获得更多的观测记录，“冰立方”科学团队在未来的几年将会继续搜索，他们耐心等待一幅长的持续曝光的照片，更多的中微子事件意味着更多的曝光点，曝光点填充到照片上，科学家在更多中微子观测数据的基础上将会揭示它们“远方的家”。

（冰立方的合作者“拉扯”电缆，他们将电缆的一端连接到埋植在冰面下的光传感器，另一端连接到冰立方实验室的服务器，电缆工程在2010年12月实施。）

对“远方”中微子的其它探测手段在紧锣鸣鼓地实施中，科学家建造了阿斯卡瑞安无线电陈列。它是一种地面中微子天文望远镜，它的无线电频率穿透了非常寒冷的冰层，从而探测到中微子的存在，马里兰大学的霍夫曼团队计划将37个无线电天线埋植到南极冰层，形成一个无线电传输的集群。“冰立方”中微子观测台得到了美国科学基金会的资助，国际合作伙伴的科学基金机构提供了资金支持，美国科学基金会下属的极地项目和物理学项目分会为“冰立方”项目提供了日常运行的维护的费用，参与冰立方国际合作的伙伴从各自机构和基金会获得了一部分运行和维护的科研费用。参与冰立方国际合作项目的马里兰大学为科学项目的主要召集方，沙利文和霍夫曼教授指导了马里兰大学的多名教师和科研人员、在校的一些研究生参加了“冰立方”项目的设计、建造和运营管理。

（《科学》杂志封面刊登了冰立方实验的图片，红颜色分布为早期的事件信息，绿色分布为晚期的事件信息。中微子和南极洲冰立方的探测器产生了相互作用。在2011年7月14日的物理事件中，从光传感器传出的中微子能量为250TeV。科学家找到了第一批高能中微子存在的证据，它们是一种天体物理学意义的粒子。）

（编译：2013-11-29）