自2004年以来，每到12月，工程师们都会飞往南极，在冰层中钻凿8000英尺深的孔洞。他们将串有60个迪斯科球大小的光传感器的电缆放入孔洞，然后让它们在冰中冻结。到目前为止，他们已经完成了79个这样的孔洞，这些孔洞以每边半英里为间隔排列，并计划在本月钻凿最后七个。这将构成冰立方中微子天文台，这是一个由5320个传感器组成的冰立方体，用于探测宇宙粒子。
中微子是放射性衰变或核反应产生的亚原子粒子。与其他类型的太阳系外辐射一样，它们来自高能宇宙事件，并不断轰击地球。然而，在中微子等宇宙粒子中，它们不携带电荷。恒星和行星的磁场会弯曲带电粒子的路径，使得科学家无法确定它们的起源。但是中微子沿直线传播：捕捉到一个中微子，你就可以追溯到产生它的任何事物，这使得它们成为探测宇宙遥远区域最简便的方法之一。
然而，探测中微子就像试图用渔网捕捉一只跳蚤——这些粒子非常微小，每秒钟有数万亿个穿过地球，甚至都不会撞击到一个原子。因此，冰立方项目的研究人员采用了一种巧妙的技术来探测中微子的间接证据。
每天，穿过冰立方的数十个中微子会撞击冰中的氢原子或氧原子，并弹出一个名为“μ子”的粒子，该粒子会发出蓝色光。在南极几乎纯净的冰中，光传感器可以在一个足球场远的距离内探测到这样的闪光，并且有数十个传感器记录到每个μ子，科学家就可以通过三角测量法精确地确定中微子穿过冰的路径，并推断出它的来源。
劳伦斯伯克利国家实验室的物理学家Spencer Klein表示，冰立方的大小使其能够测量超高能中微子，这些粒子的能量相当于罗杰·费德勒的一次发球。他说，这些中微子的来源是神秘的。主要的嫌疑对象是喷射出强烈粒子流的超大质量黑洞，或者是中子星与黑洞碰撞。“或者可能是未知的，”Klein说。“很难解释为什么会产生如此高能的粒子，但它们确实存在。”
他说，未知的可能就是暗物质，这种看不见的物质构成了宇宙的90%。暗物质的存在最早是在1933年提出的，但科学家们对其性质和作用仍然知之甚少。一种理论认为，它由弱相互作用粒子组成。如果这些粒子聚集得足够多，它们可能会相互湮灭并产生一股中微子流，冰立方可以探测到这股中微子流，以帮助揭示暗物质的一些特征。如果中微子来源于地球或太阳，这将证实暗物质粒子的存在，并且它们受引力吸引。如果太阳发出的中微子比地球多，这就表明暗物质粒子与提供物质量子行为见解的氢相互作用更强。
一旦冰立方的最后七组传感器安装完毕，它每天将探测到100个中微子，是两年前投入使用的法国中微子探测器Antares的14倍。冰立方不仅将帮助科学家识别宇宙射线、暗物质和其他影响宇宙演化的天体的来源，还将带来意想不到的发现。正如伽利略的折射望远镜到哈勃太空望远镜一样，每次科学家们用更高保真度的工具观测宇宙时，他们都会发现新的东西。“如果冰立方能观测到分离的粒子对，它们可能是超对称的，是一种新的、非常不同类型的物质，”Klein说。“那将是极其令人兴奋的。”
