原标题：更强大的“冰立方-Gen2”探测器：8立方公里的冰，5倍的敏感度
冰立方（IceCube）中微子探测器是一个绝对与众不同的天文台。利用嵌入在一平方公里的南极冰层中的传感器，它可以探测到一种叫做“中微子”的微小粒子，这种粒子很少与普通物质相互作用，而且很难捕捉到。冰立方在过去几年中取得了几项重大成功，包括今年夏天宣布的银河系中微子图。但科学家们正在挑战冰立方的能力极限，并计划建造“冰立方-Gen2”：一种灵敏度为冰立方5倍、体积为冰立方8倍的探测器，其无线电天线阵列横跨400平方公里。冰立方第二代将把中微子探测的数量增加一个数量级，并且能够更好地确定中微子的发射源。
冰立方（IceCube）-Gen2的计划已经进行了一段时间，首先是对原有设施进行升级，预计将于2025-2026年进行。这将在天文台的核心部分增加7根电缆和700个新的光学传感器。但真正的第2代扩建要雄心勃勃得多，预计将在2033年左右完工。
今年夏天，该项目的技术设计报告发布，展示了冰立方- gen2的计划和科学案例。
像冰立方这样的中微子观测站是过去十年爆发的新观测技术的一部分，当它们结合在一起时，将使我们能够更全面地了解宇宙。这被称为“多信使天文学”：我们不再仅仅依靠光的波长（可见光、红外线、无线电等）来观察宇宙，我们现在还可以通过引力波来观察宇宙，并使用像冰立方这样的探测器来观察中微子的发射。
从技术上讲，冰立方是看不到中微子本身的：它看到的是它们分解后的组成部分。当中微子撞击其他物质时（这种情况很少发生 —— 每秒有数万亿个中微子穿过你的身体而没有发生撞击），它就会分裂成不同的成分，其中一些变成了被称为“μ子”的粒子。
在如此高的能量下，这些μ子在冰中的移动速度比光还快（在真空中，没有什么能比光移动得更快，但它有可能比光在物质中移动得更快）。这会产生一种被称为“切伦科夫辐射”的闪光，与在核反应堆周围产生蓝光的现象相同。
由于涉及的能量很高，冰立方特别适合研究高能物理：由于宇宙中的高能事件，辐射和粒子加速到极端水平。一个例子是耀变体（blazar）—— 一个活跃的星系核，相对论物质的喷流从中流出。
2018年，冰立方成功地证明了一个燃烧的耀变体是天文台探测到的高能中微子爆发的来源。这是确定宇宙中中微子产生位置的令人兴奋的第一步。
但冰立方目前只能精确定位最高亮度的事件。天文学家认为存在更暗淡、更分散的中微子源，而这正是冰立方- Gen2将更好地识别的地方。
信号源识别是天文台扩大射电天线阵列的主要原因。无线电阵列与冰下的光学探测器协同工作，帮助精确定位中微子到达的方向。
除了提高天文学家发现高能中微子来源的能力外，冰立方- Gen2还将大大增加可能探测到的中微子的数量。目前的天文台每年能捕获大约10万个中微子。第二代将轻松达到每年100万个，再加上它更高的灵敏度，这意味着Gen2将能够捕捉到更多有意义的数据，在这些能量尺度上讲述我们宇宙的更完整的故事。
冰立方（IceCube）- gen2的前景是，它将能够与其他类型的望远镜协同工作，包括那些研究伽马射线、宇宙射线甚至引力波的望远镜，以揭示我们从未见过的高能宇宙。
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