“IceCube”中微子天文台的名称既指代实验本身，也形容其结构：研究团队在南极透明冰层中布设5000多个高灵敏度光传感器，构建出体积约一立方公里的三维网格，用作观测中微子的探测装置。中微子被认为是最难直接探测的基本粒子之一。

中微子的探测依赖其与物质发生罕见相互作用。当中微子在冰层中与物质作用产生带电粒子时，会发出可被测量的切伦科夫光。研究人员通过记录这些光信号，重建中微子的能量与入射方向等性质信息。由于中微子与物质相互作用概率极低，实验需要足够大的探测体积，并依赖高精度仪器捕捉稀少信号。

IceCube自2010年以来持续搜寻来自太空的高能中微子，并在近年为理解中微子性质及其高能来源提供了重要线索，包括首次对一个活动星系内部结构的观测线索。近期完成的天文台升级旨在进一步提升其对中微子与宇宙信息的获取能力。

美因茨约翰内斯·古腾堡大学（JGU）物理研究所及PRISMA++卓越集群的Sebastian Böser教授团队是IceCube合作组成员。JGU自1999年起参与该合作，最初由Lutz Köpke教授牵头。Böser表示，美因茨团队主要关注IceCube可覆盖能谱低端的中微子，例如大气产生或超新星爆发产生的中微子，并希望借此获得关于中微子自身性质的新信息。

新增传感器线提升低能信号测量

IceCube主阵列由86根传感器线构成，彼此间隔约125米并嵌入冰层。作为升级的一部分，项目在2025年12月至2026年1月期间安装了6根新线，新增超过650个现代光电探测器及校准设备。

升级后的新仪器将帮助研究人员更好理解中微子相互作用产生的光在冰中的传播方式。随着仪器密度提高，天文台能够测量此前难以探测的低能信号，从而提升“锐度”，增强对中微子性质的敏感度。项目方同时表示，更高分辨率带来的改进也可回溯应用于IceCube前十年已收集并存储的数据分析。

引入WOM模块验证紫外光探测方案

本次升级还引入9个波长转换光学模块（WOMs），用于针对紫外光的探测。Böser团队博士生Lea Schlickmann介绍，IceCube测量的切伦科夫光包含大量紫外成分，但现有数字光学模块（DOMs）无法直接测量紫外光，导致相互作用过程中产生的部分光信号因灵敏度限制而损失。

据介绍，WOMs采用涂覆波长转换材料的管体结构：当紫外光子入射后，其波长被转换至可见光范围，并被引导至光电倍增管进行探测。WOMs由美因茨与伍珀塔尔、麦迪逊的研究团队合作开发、生产与测试，并获得乌普萨拉和柏林团队支持。首批模块将用于性能验证及在冰中测量紫外切伦科夫光的原理验证。

Schlickmann表示，WOMs未来有望为中微子及其宇宙起源提供关键信息，尤其适用于探测超新星产生的中微子。她同时参与了南极现场升级工作，在模块安装前完成WOMs最终测试，并协助完成包括清理、设备整理、测试与装载首批300个模块在内的多项任务。