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物理学家利用 ADI 器件构建揭开宇宙秘密的南极冰层望远镜

2010-07-05 10:48

“IceCube”中微子观测站使用 ADI 转换器和放大器来帮助科学家们研究暗能量和暗物质的物理性质

北京2010年7月5日电 /美通社亚洲/ -- Analog Devices Inc. (NYSE: ADI)(http://www.analog.com/),全球领先的高性能信号处理解决方案供应商,其数据转换器 (http://www.analog.com/zh/data-converters-cat_6-30-10 )和放大器(http://www.analog.com/zh/amplifiers-cat_6-30-10 )被深埋于地球上最冷大陆之一 -- 南极洲冰层之下2千米,帮助科学家们构建世界上最大的望远镜,以搜索人类已知的最小亚原子粒子。

这一被称为 IceCube (http://icecube.wisc.edu/ )的创新型地下望远镜项目利用南极一立方千米的纯净、超级半透明冰作为望远镜“视窗”或粒子探测器,搜索来自宇宙深空的目前已知最小粒子 -- 中微子(观看关于IceCube的电影和动画以了解其工作原理: http://gallery.icecube.wisc.edu/external/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=1107 )。中微子是一种不带电荷的亚原子粒子,于放射性元素和基本粒子衰变时产生。中微子以接近光速的速度运动,非常微小,穿过固体物质时通常不会与原子发生碰撞。但是,一旦中微子与原子发生碰撞,就会放射出微弱的能量,这种能量可以帮助我们检测这些亚原子粒子的存在和方向。

IceCube 将搜索最剧烈天体物理事件所产生的中微子,例如恒星爆炸、伽玛射线暴以及有关黑洞和中子星的剧变现象等。IceCube 望远镜是搜索暗物质的强大工具,可能会揭示一些与自然界最高能量粒子的神秘起源有关的新物理过程。

通过在南极冰层中装配仪器,IceCube 构成世界上最大的冰水探测体。穿过冰层的中微子与原子碰撞时会产生蓝光,IceCube 的数字光学模块(DOM)能够检测到这种蓝光。

ADI 公司的数据转换器(http://www.analog.com/zh/data-converters-cat_6-30-10 )和放大器(http://www.analog.com/zh/amplifiers-cat_6-30-10 ) 被安装在5,000多个 DOM 中。这些 DOM 是直径为13英寸的玻璃制球形压力容器,连有电缆,分布于深1.5千米至2.5千米的冰层之下。在未来25年里,这些埋入冰层中的 DOM 将检测并传输有关粒子碰撞的实验数据。“我们需要能够满足项目工作年限要求的低功耗可靠产品,特别是对于 DOM 的主板。劳伦斯-柏克莱国家实验室(LBNL)和威斯康辛大学麦迪逊分校的设计团队选用的 ADI 公司数据转换器和放大器符合我们的需要和要求。”LBNL 设计工程师 Jerry Przyblski 说:“我们在 DOM 和通信系统中使用了 ADI 公司的产品,如 ADC(模数转换器)(http://www.analog.com/zh/adcs-cat_6-30-10 )、DAC(数模转换器)(http://www.analog.com/zh/dacs-cat_6-30-10 ) 和放大器(http://www.analog.com/zh/amplifiers-cat_6-30-10 )等。到目前为止,IceCube 的科学家们已经收集到相当于DOM工作数千年的数据。”

IceCube 地下望远镜的建造工作将于2011年完成。美国国家科学基金会委托威斯康辛大学牵头负责 IceCube 的建造。该项目是一个国际合作项目,参加方还包括比利时、德国、荷兰、瑞士、日本、英国、新西兰和瑞典。

在冰层中安装 DOM

为了安装 DOM,首先用每分钟射出200加仑、1,000psi、190华氏度热水的水钻在南极冰层中融化1千米至2千米深的冰孔。凿开冰孔后,将串有60个中微子探测 DOM 的电缆放入200,000加仑的融冰中。这些冰会在约24小时内重新凝固,将DOM及ADI公司的转换器和放大器包裹起来,其温度在-20摄氏度至-30摄氏度之间。最后7个冰孔将于明年完成,总共有86个冰孔,每个冰孔中安装60个 DOM。下面的动画演示了如何将 DOM 埋入 IceCube 的深核中:http://gallery.icecube.wisc.edu/external/movies/DeepcoreAnimation_reduced.mov.html .

关于 ADI 公司

Analog Devices, Inc.(简称 ADI)将创新、业绩和卓越作为企业的文化支柱,并基此成长为该技术领域最持久高速增长的企业之一。ADI 公司是业界广泛认可的数据转换和信号调理技术全球领先的供应商,拥有遍布世界各地的60,000客户,涵盖了全部类型的电子设备制造商。作为领先业界40多年的高性能模拟集成电路(IC)制造商,ADI 的产品广泛用于模拟信号和数字信号处理领域。公司总部设在美国马萨诸塞州诺伍德市,设计和制造基地遍布全球。ADI 公司的股票在纽约证券交易所上市,并被纳入标准普尔500指数(S&P 500 Index)。 http://www.analog.com

订阅 ADI 新闻资料: http://www.analog.com/en/homepage/news.xml 。

欲浏览 Twitter 网站上的 ADI 新闻,请访问 http://www.twitter.com/ADI_News

消息来源: ADI 公司
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