冰立方的“眼睛”|滨松PMT在南极冰层下捕捉中微子

  滨松光子

2026年10月6日,瑞典皇家科学院宣布,将诺贝尔物理学奖授予弗朗西斯・哈尔岑(Francis Halzen),以表彰他为冰立方中微子天文台(IceCube Neutrino Observatory,以下简称“冰立方”)作出的决定性贡献,并凭借该装置发现来自天体物理源的高能中微子,揭开宇宙高能“幽灵粒子”的神秘面纱。


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物理学家弗朗西斯·哈尔岑(来源:Deep Tech)


在这项里程碑式的基础物理突破中,滨松集团为此专门研发了高灵敏度光电倍增管(PMT),作为冰立方关键探测器件,扎根南极千米冰层之下,为捕捉中微子产生的微弱切伦科夫光提供关键感知能力。


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冰立方Digital Optical Module(来源:https://icecube.wisc.edu)


冰立方坐落于南极阿蒙森-斯科特科考站,一共布设了86根探测串,每根串上60个光学模块,分布在冰面以下1450米到2450米之间。每个模块都是一个承压的玻璃球,里面装有PMT和数字化电路,利用一立方公里南极冰川作为探测介质。当中微子与冰内原子核发生相互作用,产生的高速带电粒子会释放极微弱的淡蓝色切伦科夫闪光。这类光信号极其微弱,需要高性能PMT作为探测器的“眼睛”,完成光子捕获。

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冰立方结构示意(来源:The Royal Swedish Academy of Sciences)


令我们倍感荣幸的是,北京滨松负责冰立方升级系统(IceCube Upgrade)中3英寸PMT的制造,严格完成产品的生产、测试、灵敏度、稳定性、可靠性、环境适应性等一系列验证,2020年完成供货。PMT在南极冰层内长年稳定运行,支撑冰立方升级阵列的布设与科学取数工作。


凭借观测高能天体中微子斩获诺贝尔物理学奖,冰立方是全球顶尖物理学家与技术人员长期协作的智慧结晶。滨松集团作为光电探测器件专业供应商,很荣幸能够再次深度参与国际前沿高能物理大科学装置建设,可靠、稳定地捕捉来自遥远天体的中微子信号。


未来,滨松集团将持续输出高性能光电探测解决方案,助力前沿大科学装置探索,以光电器件为眼,解锁浩瀚宇宙的未知奥秘。


参考资料:

https://hep.hamamatsu.com/us/en/type-of-experiment/deep-underground-and-underwater-detector.html

https://mp.weixin.qq.com/s/8tFM1hV_Bqzp2M6pRlIRKA


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