台大ANITA“南极脉冲瞬态天线”升空　揭宇宙深处面纱
生活中心／综合报导
台大天文物理所及“梁次震宇宙学与粒子天文物理学中心”所参加的国际合作实验“南极
脉冲瞬态天线”(ANITA)于台北时间12月18日在南极升空。此实验由NASA所特制的大气球
带往距离地表35到40公里处的高空，听取来自南极冰原中的无线电波讯号，借此观察高能
微中子来揭开宇宙深处的秘密。
极高能宇宙射线来源一直是不解之谜，大部分宇宙射线成分是高能量质子，少部分是较重
原子核。但是无论是质子或是原子核，科学家都无法确切的知道这些高能粒子从何而来，
因为质子或是原子核都带有电荷，在宇宙中前进时会因为周遭星系所产生的磁场而改变它
们的行进路线，所以几乎没有办法推测出这些高能粒子是从哪边产生。
微中子正是回答这个问题的最佳候选人。这是因为极高能宇宙射线和宇宙微波背景光子相
撞时必然会产生极高能GZK微中子（以三位理论发现者 Greisen, Zatsepin, Kuzmin命名
）。微中子正如其名，本身不带任何电荷，不会因为宇宙空间中的磁场而改变行进方向。
所以回推这些GZK微中子的方向，可以明确的定位出这些高能微中子的源头。 物理学家想
寻找的极高能GZK微中子，其所带有的能量远超过人类所能创造出的最高能量的粒子，即
欧洲核子研究中心（CERN）的大强子对撞机（LHC）质子能量的一千万倍以上。
事实上，物理学家目前也还没找到这种超高能量的GZK微中子，只能给出它的数量上限。
但是根据许多理论预测，这些GZK微中子必须要存在。因此科学家决定利用整个南极洲的
冰原当作靶。当这GZK微中子到达南极时，会与南极的冰层发生反应而放出相当多的正负
电子。当这些正负电子在冰中的前进速度超过光在冰中的速度时，会产生切伦可夫辐射
(Cherenkov radiation)。这些由GZK微中子所产生的切伦可夫辐射能穿透冰层，而被
ANITA的天线侦测到，进而回推出它的存在，甚至回推出它们的来源。
ANITA实验带有48具高性能天线，利用高空气球停留在约35公里远处的高空接收来自南极
冰层的无线电波讯号。ANITA利用南极的极地窝漩气流，大约以每十五天环绕南极一周的
速度监视著整个南极，不放过任何可能的机会来侦测这在科技部、台湾大学与国研院奈米
元件实验室大力支持下，台大梁次震宇宙学与粒子天文物理学研究中心主任陈丕燊教授率
领加入了ANITA实验的国际合作。
该团队在2006-07及2008-09的两次ANITA实验中，在硬件研发及后期数据分析上都扮演着
重要的角色。为了准备今年的第三次飞行，台大梁次震中心团队参与了位于美国德州
Palestine的相关测试，并派遣刘宗哲博士至南极参与
http://www.ettoday.net/news/20141219/441240.htm

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