“IceCube”中微子觀測站使用 ADI 轉(zhuǎn)換器和放大器來幫助科學(xué)家們研究暗能量和暗物質(zhì)的物理性質(zhì)

    Analog Devices Inc. (NYSE: ADI)（http://www.analog.com/），全球領(lǐng)先的高性能信號處理解決方案供應(yīng)商，其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器 (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 )被深埋于地球上較冷大陸之一 -- 南極洲冰層之下2千米，幫助科學(xué)家們構(gòu)建世界上較大的望遠(yuǎn)鏡，以搜索人類已知的較小亞原子粒子。

    這一被稱為 IceCube (http://icecube.wisc.edu/ )的創(chuàng)新型地下望遠(yuǎn)鏡項目利用南極一立方千米的純凈、超級半透明冰作為望遠(yuǎn)鏡“視窗”或粒子探測器，搜索來自宇宙深空的目前已知較小粒子 -- 中微子（觀看關(guān)于IceCube的電影和動畫以了解其工作原理: http://gallery.icecube.wisc.edu/external/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=1107 ）。中微子是一種不帶電荷的亞原子粒子，于放射性元素和基本粒子衰變時產(chǎn)生。中微子以接近光速的速度運動，非常微小，穿過固體物質(zhì)時通常不會與原子發(fā)生碰撞。但是，一旦中微子與原子發(fā)生碰撞，就會放射出微弱的能量，這種能量可以幫助我們檢測這些亞原子粒子的存在和方向。

    IceCube 將搜索較劇烈天體物理事件所產(chǎn)生的中微子，例如恒星爆炸、伽瑪射線暴以及有關(guān)黑洞和中子星的劇變現(xiàn)象等。IceCube 望遠(yuǎn)鏡是搜索暗物質(zhì)的強大工具，可能會揭示一些與自然界較高能量粒子的神秘起源有關(guān)的新物理過程。

    通過在南極冰層中裝配儀器，IceCube 構(gòu)成世界上較大的冰水探測體。穿過冰層的中微子與原子碰撞時會產(chǎn)生藍(lán)光，IceCube 的數(shù)字光學(xué)模塊(DOM)能夠檢測到這種藍(lán)光。

    ADI 公司的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(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 ) 被安裝在5,000多個 DOM 中。這些 DOM 是直徑為13英寸的玻璃制球形壓力容器，連有電纜，分布于深1.5千米至2.5千米的冰層之下。在未來25年里，這些埋入冰層中的 DOM 將檢測并傳輸有關(guān)粒子碰撞的實驗數(shù)據(jù)。“我們需要能夠滿足項目工作年限要求的低功耗可靠產(chǎn)品，特別是對于 DOM 的主板。勞倫斯-柏克萊國家實驗室(LBNL)和威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校的設(shè)計團隊選用的 ADI 公司數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和放大器符合我們的需要和要求。”LBNL 設(shè)計工程師 Jerry Przyblski 說：“我們在 DOM 和通信系統(tǒng)中使用了 ADI 公司的產(chǎn)品，如 ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）(http://www.analog.com/zh/adcs-cat_6-30-10 )、DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）(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。到目前為止，IceCube 的科學(xué)家們已經(jīng)收集到相當(dāng)于DOM工作數(shù)千年的數(shù)據(jù)。”

    IceCube 地下望遠(yuǎn)鏡的建造工作將于2011年完成。美國國家科學(xué)基金會委托威斯康辛大學(xué)牽頭負(fù)責(zé) IceCube 的建造。該項目是一個國際合作項目，參加方還包括比利時、德國、荷蘭、瑞士、日本、英國、新西蘭和瑞典。

在冰層中安裝 DOM

    為了安裝 DOM，首先用每分鐘射出200加侖、1,000psi、190華氏度熱水的水鉆在南極冰層中融化1千米至2千米深的冰孔。鑿開冰孔后，將串有60個中微子探測 DOM 的電纜放入200,000加侖的融冰中。這些冰會在約24小時內(nèi)重新凝固，將DOM及ADI公司的轉(zhuǎn)換器和放大器包裹起來，其溫度在-20攝氏度至-30攝氏度之間。較后7個冰孔將于明年完成，總共有86個冰孔，每個冰孔中安裝60個 DOM。下面的動畫演示了如何將 DOM 埋入 IceCube 的深核中：http://gallery.icecube.wisc.edu/external/movies/DeepcoreAnimation_reduced.mov.html .

關(guān)于 ADI 公司

    Analog Devices, Inc.（簡稱 ADI）將創(chuàng)新、業(yè)績和卓越作為企業(yè)的文化支柱，并基此成長為該技術(shù)領(lǐng)域較持久高速增長的企業(yè)之一。ADI 公司是業(yè)界廣泛認(rèn)可的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號調(diào)理技術(shù)全球領(lǐng)先的供應(yīng)商，擁有遍布世界各地的60,000客戶，涵蓋了全部類型的電子設(shè)備制造商。作為領(lǐng)先業(yè)界40多年的高性能模擬集成電路（IC）制造商，ADI 的產(chǎn)品廣泛用于模擬信號和數(shù)字信號處理領(lǐng)域。公司總部設(shè)在美國馬薩諸塞州諾伍德市，設(shè)計和制造基地遍布全球。ADI 公司的股票在紐約證券交易所上市，并被納入標(biāo)準(zhǔn)普爾500指數(shù)（S&P 500 Index）。 http://www.analog.com