臺大極高能宇宙微中子之南極探測計劃說明

為探究宇宙極高能微中子，即所謂「GZK微中子」(~1018eV)，目前國際上有幾個深具前瞻性、立足於「阿斯卡瑞安效應」（Askaryan effect）的探測計劃。2007年起，在教育部攜帶式員額及國科會的大力支持下，臺大梁次震中心團隊加入了其中最先行的ANITA計劃。ANITA計劃至今已做過兩次成功的飛行，臺灣團隊積極參與了2008－2009 年初在南極成功施放的高空汽球觀測ANITA-2，並且率先從ANITA-1數據找到極高能宇宙線。

臺灣團隊也在ANITA－2找到的第一個GZK微中子的工作中做了重要貢獻，但是則尚未能證實這一事例的確是GZK微中子。本計劃之一，為繼續參加將於2013年施放之ANITA3，以積極參與發現第一粒GZK微中子，並採集大量的極高能宇宙線。若要進一步了解GZK微中子並透過它在粒子天文物理及宇宙學最前沿做重大發現，則必須建造更大面積的天線陣列。

本計劃之二，即為積極加入ARA國際合作計劃，並扮演關鍵角色。臺灣團隊除了將承造第一座觀測站之外，本計劃主持人並擔任ARA之國際共同發言人。

此計劃之第一階段目前已得到美國國家科學基金會(NSF)正式批准。目前其三年計劃為打造9座並架設其中3座天線接收站。ARA國際團隊已於2010底－2011年初在極頂成功測試，因此決定於2011年向NSF重新申請後續擴展建造更大面積37座天線陣列，函蓋大約80平方公里面積，以期「量產」每年3－5粒GZK微中子。

本計劃希望臺灣團隊能提供其中1/4，即9座觀測站，以確保臺灣團隊在ARA之關鍵地位。希望透過我們的積極參與ANITA及ARA，使臺灣在粒子天文物理及宇宙學領域，以及在南極從事長期持續性科學活動，有卓越及領航性的貢獻。