图片说明：南极的一张总览图。左边是南极考察站，右边是正在建造中的IceCube。
（图片来源：Forest Banks/NSF）
一个国际科学家小组最新研究表明，即将埋在南极冰层下的巨大中微子望远镜——“冰立方”（IceCube）能够通过确定岩石地幔较亮的轮廓，对地球的金属核心进行成像。相关论文发表在《高能物理—现象学》（High Energy Physics - Phenomenology）上。
由美、欧、日等国联合启动的IceCube设备目前还在建造之中，完工后，它能够探测到中微子（neutrinos），一种不带电的小于原子的基本粒子。由于中微子只参与非常微弱的弱相互作用，具有最强的穿透力，因此，在所有的基本粒子中，人们对中微子了解最晚，也最少。
值得注意的是，将由4800个光检波器（光电倍增管）和1立方公里冰所组成的IceCube系统专门用于捕捉从宇宙深空飞来的中微子。如果中微子和系统中的冰或者岩石发生碰撞，就会产生类似电子的m介子（一种重基本粒子）。IceCube系统中的光检波器能够捕捉到由m介子释放出来的微蓝色光芒——“切伦科夫射线”。
之所以IceCube要建在南极，科学家希望利用地球作为屏障，遮蔽其它宇宙粒子的“噪声”。不过，科学家同时认识到，IceCube也可以作为行星扫描器。
由于一些中微子具有极高的能量，大约10万亿电子伏特（普通核辐射能量的数百万倍），它们的穿透性稍差一些，很大一部分能够被地球的金属核岩石层截留下来。因此，此前的一些观测希望通过捕获较强的宇宙中微子束路径，扫描出地球内部的结构。然而，这些尝试都以失败告终，遥远的中微子源都相当昏暗。
在最新的研究中，西班牙巴塞罗那大学的Maria Gonzalez-Garcia和同事注意到，IceCube或许可以利用一些较近中微子的漫射光芒（diffuse glow），这些中微子由于高能量质子和其他宇宙射线的作用，形成于地球的上层大气中。
研究人员指出，地球的金属核心会比外层的岩石地幔吸收更多的大气中微子。因此，当地球从身后被漫射光芒照亮时，IceCube会“看到”地核从较亮的背景中凸显出来，这就好比利用X射线拍到骨骼。
从原理上而言，新的方法会得到更加清晰的地球内部影像，不过，由于中微子的光芒比较暗淡，图像的生成速度会非常缓慢。研究人员表示，IceCube大约需要10年时间才能得到地核的轮廓，而要获得地核和地幔界限的更多细节，需要的时间会长得多。
美国加州理工大学的David Stevenson表示，分析地震波已经能够建立更加精确的地球内部图像。“我是中微子地球物理学的拥护者，但它可能无法在几十年里获得回报。”（科学网 任霄鹏/编译）
（《高能物理—现象学》（High Energy Physics - Phenomenology），arXiv:0711.0745v1 [hep-ph]，M.C. Gonzalez-Garcia, Hiroyuki K.M. Tanaka）
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