http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=366708去年12月，台大「梁次震宇宙學與粒子天文物理學研究中心」主任陳丕燊，將中華民國國旗插上南極極頂，他是南極「天壇陣列」（ARA Observatory）計畫的國際共同發言人。這個研究團隊在南極架設無線天線，觀測冰層中「微中子」發出的輻射，希望從中找到宇宙遙遠星系放出來的線索。
天壇陣列計畫由國科會的「卓越領航計畫」以及台大梁次震中心共同資助，陳丕燊團隊在南極的實驗就是要觀測「宇宙最高能量的微中子」。
他表示，高能物理實驗室裡幾乎每天都會看到微中子，但由人造加速器產出的微中子能量較低，大強子對撞機產生的微中子能量，就比宇宙射線中的高能微中子小1百萬倍。
目前科學家僅觀測到來自太陽以及SN1987A超新星爆炸產生的天體微中子，至於宇宙中最高能的微中子則可以穿透宇宙、「打」到地球上，科學家判斷它必然存在，但是到目前為止尚未觀測到。
要如何找出傳至地球的高能微中子？陳丕燊解釋，中子和一個正電子作用會產生質子和微中子，反之，質子與微中子相撞也會跑出中子和正電子。
若把很多個原子核集合起來變成一個「靶」，只要密度夠高，微中子就能打到原子核中的質子，再由衍生物得知微中子的存在與特性。
南極極頂3千公尺厚、幾千平方公里廣的冰層就像一個體積很大的「靶」，微中子與冰作用會產生許多次級粒子，粒子間碰撞又產生更多次級粒子，如樹狀發展，稱為「簇射（shower）」。
大量的正、負電子在冰層中前進時，正電子較易被吸收，因此簇射就成了帶電體，在物質中以接近光速前進時，會放出「切仁可夫輻射」，內含穿透力強的無線電波。
「天壇陣列」計畫在南極的冰層下面2百公尺裝設無線電波天線陣列，來測量由極高能宇宙微中子所引發切仁可夫輻射的無線電波脈衝。陳丕燊說，ARA實驗去年已做初步冰下測試，結果一切和預期吻合，「相當鼓舞人心」。
未來ARA打算建造涵蓋1百平方公里的37座天線站，已經在2011年6月向美國國家科學基金會提出計畫，其評審結果即將揭曉。
其中10座將由台灣出資，已獲國科會及台大梁次震中心資助。此一ARA-37如能正式上馬，台灣將是美國之外出資最多的國家，也因此佔有主導地位。
ARA預計4年內完工，屆時將是全世界最大的極高能宇宙微中子天文台，之後至少進行5至10年觀測。藉由極高能微中子，我們可以推算出極高能宇宙射線是從哪裡來，以解開「宇宙加速器」如何產生極高能量粒子的謎團。
此外，由於極高能宇宙微中子和冰層中的質子作用時，其總能量將比位於瑞士日內瓦的全世界最高能加速器「大強子對撞機」（LHC）還要大10倍以上，預料天壇陣列可以成為唯一提供最前沿粒子基本作用力、額外維度空間存在與否等的珍貴數據。
國際團隊在南極將架設37座無線天線，以觀測冰層中「微中子」所發出的輻射，希望從中找到宇宙遙遠星系放出來的線索。 （法新社）
南極極頂3千公尺厚、幾千平方公里廣的冰層就像一個體積很大的「靶」，罩得住微中子。 （歐新社）
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