冰立方微中子天文台

冰立方微中子天文台（英語：IceCube Neutrino Observatory，或簡稱IceCube）^[1]是一個位於阿蒙森-史考特南極站的微中子觀測站^[2]。這個計劃由威斯康辛大學麥迪遜分校所主導，集合了來自十多個國家超過300名科學家投入其中^[3]。

冰立方微中子天文台 IceCube Neutrino Observatory
冰立方微中子天文台的結構示意圖。
冰立方微中子天文台 IceCube Neutrino Observatory的位置
組織	威斯康辛大學麥迪遜分校
位置	阿蒙森-史考特南極站
座標	89°59′24″S 63°27′11″W
網址	icecube.wisc.edu
望遠鏡
Telescope Neutrino
位置
維基共享資源
[編輯維基數據]

觀測站的數千個探測器位於南極的冰層之下，分佈範圍超過一立方公里。類似其前身南極緲子和微中子觀測陣列（英語：Antarctic Muon And Neutrino Detector Array）（AMANDA），IceCube的組成包含帶有光電倍增管的球型數位光學模組（DOM）^[4]，以及數據擷取面板。光學模組佈署在86條深度介於1450到2450公尺深的觀測鍊上，觀測到的資料由則面板傳送位於陣列之上的計算中心^[5]。IceCube被設計作用來觀測能量約1 TeV的微中子，以用來研究宇宙中極高能量的天文物理現象。IceCube的建造完成於2010年12月8日^[6]。

DOM模塊被部署成每條有六十個模塊的「鏈條」放在從1450米到2450米深度範圍，用熱水鑽頭融化冰來鑽孔。IceCube的目的是尋找在TeV的範圍內微中子的點源，探索能量最高的天體物理過程。

2013年11月，研究團隊宣佈IceCube已觀測到28個有可能來自於太陽系之外的微中子^[7]。

2018年7月12日，冰立方微中子天文台第一次成功確認高能宇宙微中子的來源^[8]。

建設過程

IceCube的鑽孔設備 ，2009年12月。

冰立方微中子天文台只能於夏季進行建造，永晝的11月到2月使工程能二十四小時持續進行。最初的建設始於2005年，第一條觀測鏈被埋設以確認光學模組能正確運作。^[9]之後2005年到2006年夏季期間完成另外8條觀測鏈，使IceCube成為全球最大的微中子探測器。

	設置數量	累計數量
2005年	1	1
2005–2006年	8	9
2006–2007年	13	22
2007–2008年	18	40
2008–2009年	19	59
2009–2010年	20	79
2010–2011年	7	86

2010年12月17日完成全部86條觀測鏈的設置^[10][11]。建築成本接近3億美元。

分探測器

"Taklampa"， IceCube85號坑的其中一個DOM(數字光學模塊)。

冰立方微中子天文台是由主陣列與幾個分探測器組成。

AMANDA

• 南極緲子和微中子觀測陣列（英語：Antarctic Muon And Neutrino Detector Array）是被建造的第一個部分，它充當了IceCube的概念驗證。AMANDA於2009年5月關閉^[12]。

IceTop陣列探測器

• IceTop陣列探測器，是冰川的表面上的一系列的切倫科夫探測器，每個IceCube鏈大約具有兩個以上的檢測器。IceTop用作宇宙射線淋浴檢測器，用於宇宙射線組合物的研究和重合事件的測試：如果μ介子已經被觀察到經過IceTop，它不可能與在冰中的一個微中子交互作用。

Deep Core低能量擴展探測器

• Deep Core低能量擴展探測器，是IceCube陣列的儀器密集的區域，延伸到低於100 GeV的可觀察到的能量。Deep Core鏈被部署在更大陣列的中心位置（在表面平面），深入到底部陣列（從1760到2450米之間的深度）中最清澈的冰。在從1850米到2107米的深度之間是沒有Deep Core的DOM（數字光學模塊），因為冰沒有這些層的清澈。

PINGU

• PINGU（精密冰立方微中子觀測站下一代升級），是一個計劃中的擴展，將檢測到低能量微中子（〜GeV），用於包括確定微中子質量等級，檢測濤微中子，並尋找大質量弱交互作用粒子湮滅^[13]。IceCube-Gen2，作為一個更大觀測站的遠景規劃已經被提出了^[14]。