2000 년 2 월 어느 날 오후, 긴 하루의 시추 후 Bruce Koci와 나는 Kilimanjaro의 19,000 피트 정상 회담에서 화산 분화구에서 모래 위에 함께 앉아있었습니다. 우리가 우리의 팩에 기대어 태양이 세트를 보았을 때, 그는 그의 경력에 대해 회상했다.
“저는 드릴링 사업에 시추기가 아니 었습니다. 나는 기계가 싫어. 아마도 당신이 그들에 대해 그런 느낌을 느끼게 될 세계에서 몇 안되는 엔지니어 중 한 명일 것입니다. 나는 그들을 싫어합니다… 그것은 몇 번의 분노로 날아갈 수있는 몇 번 중 하나입니다.
“저는 경험을 위해 여기 있습니다. 나는이 일에 카누 연주자로왔다. 나는 좋은 항공 우주 직업에서 나와 생태학에 들어가서 미네소타에서 시작하여 빙하학을 통해 공학으로 돌아 왔습니다. 나는 항상 그 장소로 왔습니다. 나는 드릴링을하지 않았다. 드릴링이 잘 진행되도록 최선을 다하겠습니다. 다른 좋은 곳으로 갈 수 있기 때문입니다.”
그는 빙하 학위를 취득하지 않았으며,“갑자기 네브라스카 대학교가 공학 학위와 빙하에 대한 이해를 가진 사람을 찾고 있다는 소집을 얻었을 때 시간이 빨라졌다. 그래서 나는 그들에게 전화를 걸었고, 10 월 중순과 같이 전화로 고용되었고, 2 주 후에 로스 아이스 선반을 위해 비행기에 올랐습니다.”
.로스 아이스 선반은 남극 대륙의 맥머도 스테이션 (McMurdo Station)에 의해 바다 표면에 떠 다니며 스테이션의 활주로 윌리엄스 필드를위한 안정적인 플랫폼을 제공합니다. 그것은 프랑스의 크기에 관한 지구상에서 가장 큰 떠 다니는 얼음의 몸입니다. 브루스는 1977-78 년 남극 여름을 처음 방문했습니다.
네브래스카 대학교는 국립 과학 재단과 계약하여 200 피트의 얼음 선반을 통해 구멍을 뚫어 과학자 그룹이 바다를 연구 할 수 있도록했습니다. 이 훈련은 소위 화염 제트로, 광산 산업에서 결정적인 암석을 자르기 위해 일반적으로 사용됩니다. 그것은 2 개의 10,000 파운드 압축기로 구성되어 있으며, 수천 psi에서 공기를 수정 된 제트 엔진 (거대한 Bunsen 버너)에 공기로 공급했습니다. 기본적으로 거대한 Bunsen 버너-울음 소리가 가득 찬 구멍으로 내려 가서 불꽃을 뱉고 부분적으로 연소 된 디젤 연료로 내려갔습니다.
.Bruce는“음, 그것은 끔찍한 라켓을 만듭니다. 로타 연기; 정말 더럽습니다. 그러나 그것은 얼음 선반을 뚫고 비교적 빠르게 드릴 것입니다. 직경이 약 18 인치 인 구멍을 제공하여 과학자들은 물건을 내리고 실험을 할 수있었습니다.”
.향후 10 년 동안 그는 매디슨의 위스콘신 대학교에서 찰리 벤틀리 (Charley Bentley)라는 빙하 학자가 기본적으로 영광스러운 정원 호스 (기본적으로 영광스러운 정원 호스)가있는 수많은 짧은 구멍 (벤틀리가 지진 테스트를 위해 구멍에 다이너마이트를 삭제할 수 있도록 도와주었습니다. 그는 정교한 아이스 코어 드릴링의 예술에 능숙해 졌는데, 이는 부드러운 내부가있는 중공, 관형 드릴, 외부의 실, 바닥의 날카로운 절단 치아가 반복적으로 얼음으로 내려서 코어 세그먼트를 개척하고 한 번에 한 미터 씩 끌어 올립니다. 그는 그린란드의 얼음 코어를 뚫고 남극 대륙에있는 많은 지역을 뚫었으며, 또한 고지대 얼음 코어 드릴링 분야를 발명 할 시간을 찾았습니다.
1990 년 봄, Bruce는 그의 경기의 최상위에있었습니다. 그는 약 30 개의 원격 시추 원정에 참여했으며 지구의 얼굴에있는 모든 형태의 얼음 시추의 가장 뛰어난 실무자 였을 것입니다. Polar Ice Coring Office의 John Kelley 감독이 Bruce의 사무실로 들어가서 그린란드에 중성미자 망원경을 건설 할 가능성을 탐색하기 위해 물리학 자 그룹이 그린란드에 구멍을 뚫는 데 관심이 있는지 물었을 때 기회에 뛰어 들었습니다. "전적으로!" 그는 말을 기억했다. “이것은 제가 내 인생에서 들어 본 것 중 가장 깔끔한 프로젝트입니다! 잠을 자지 않으면 밤에 일할 것입니다.”
1990 년 8 월, 위스콘신 대학교의 물리학자인 밥 모스 (Bob Morse)와 버클리 캘리포니아 대학교 (University of California)의 대학원생 인 팀 밀러 (Tim Miller)는 그린란드가 뮤온을위한 최초의 알려진 얼음 낚시를 실시하기 위해 착용했다. 
브루스는 지난 여름에 시추 한 얼음 코어 구멍을 준비했습니다. 얼음 코어 구멍은 빙하의 전단력에서 시간이 지남에 따라 무너질 것이기 때문에, 그는 이것을 217 미터 깊이로 다시 옮겼습니다. 물리학 자들은 낚시 선을 마른 구멍에 떨어 뜨려 첫 번째 측정을했습니다. 그런 다음 그들은 광택과 얼음 사이의 광학 커플 링을 늘리기를 원한다고 결정했기 때문에 구멍을 부을 수있는 액체가 있는지 드릴러에게 물었습니다. 그린란드의 정상에는 부적합한 액체가 부족하지만, GISP 홀이 붕괴되는 것을 막기 위해 사용하기 위해 엄청난 양의 부틸 아세테이트가 발생했습니다. 그들은 문자열을 덮기 위해 구멍에 충분히 부어서 다른 라운드의 데이터를 가져갔습니다.
Bob은“우리가 끈을 다시 끌어 올려야한다고 생각한 이유는 모르겠지만, 우리는 끈을 올렸다. 그리고 갑자기 우리는이 파란색 슬러지가 모든 것을 온통 보았다. 우리는 전선의 외부 재킷을 완전히 녹여서이 아름다운 보라색 블루 색상의 모든 눈과 모든 액체를 돌렸다… 튜브가 내려가고, 우리는 튜브의 사진을 올렸고, 튜브의 그림이 올라 오면 멋진 큰 포도 눈 원뿔처럼 보였습니다. (Bruce는 그것을“파란색 슬러시”라고 불렀습니다.) 장갑에는 파란색이 있었고, 옷에는 파란색, 얼굴에는 파란색이있었습니다. 그것은 염료 또는 일반적으로 케이블에있는 것이었던 것이 었습니다. 전기적으로 잘 작동했습니다. 그것은 단지 우리가 도대체 무엇을했는지 확신하지 못했습니다.”
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Doug Lowder, Tim Miller, Buford Price, Andrew Westphal, Steve Barwick, Francis Halzen 및 Bob Morse로 구성된 Amanda (남극 뮤온 및 중성미자 탐지기 배열) 협업은 Nature에게 편지를 제출했습니다. 다음 9 월에 출판되었습니다. 프란치스코는이“편지가 중성미자 탐지에 폴라 얼음을 사용한다는 아이디어가“여전히 미쳤지 만 미쳤다”는 것을 보여줌으로써 실험을 시작했다고 믿는다.
.하나는 "구멍은 낮은 동결 지점과 광학 명확성을 위해 선택된 유기 액체 인 부틸 아세테이트로 채워졌습니다." Blue Slush에 대한 언급은 없습니다. "우리는 이러한 결과가 매우 고무적이며 오스트 랄 여름에 남극에서 더 광범위한 실험을 계획하고 있습니다…"
이것은 사마귀와 모든 것이 실험 물리학을 수행하는 방법입니다. Bob Morse가 쓴대로
그린란드는 오른손에 실패 할 수 있기 때문에 기회의 창을 충족시키기 위해 빠르게 함께 던져진 실험의 정말 아름다운 예입니다.이 작은 아만다 실험은 나중에 아만다와 아이스 큐브 실험의 모든 기능을 가지고 있습니다. 이후의 성공은 단순히 배포 및 데이터 검색 시스템에서 버그를 제거하는 문제였습니다. 사소한 과제가 아닙니다. 이것은 자금 지원 대행사가 많은 실험 자보다 데이터에 대한 믿음을 더 많이 믿는 드문 예입니다.…
.Francis는“우리가 무엇을하고 있는지 전혀 몰랐기 때문에 이것이 진정한 연구였습니다.”
라고 덧붙였습니다.그는“많은 사람들 이이 아이디어를 가지고 있었고, 내가했던 것보다 빙하에 대해 더 많이 알고 있었고, 결코 작동 할 수 없다고 결론 지었다”고 의심했다. “만약 우리가 정말로 우리가하고있는 일을 알고 있다면 아마도 우리는 아마 그것을하지 않았을 것입니다. 사실, 우리가 알고 있어야 할 많은 것들이 사실이 아닌 것으로 밝혀졌습니다.”
오늘날 젊은 과학자들에게 강의에서, 그는 때때로 아만다의 초기 시절을 독재의 예로 사용합니다.“책을 읽지 마십시오. 일을하십시오. 무지하고 운이 좋은 것보다 더 좋은 것은 없습니다.” (그것은 잘 진행됩니다.) 일반적으로 독창적 인 발견을하는 것은 일반적으로 받아 들여지는 지식을 알지 못하는 젊고 젊고 젊은이입니다. 그는 자신이 40 대 후반에 독창적 인 일을 할 수있는 유일한 이유는 순진한 의미에서“젊은 사람과 같은”것이기 때문이라고 생각합니다. "당신이 무지하고 독창적이고 새로운 것을 할 수 있다는 책을 읽지 않았을 때만 가능합니다."
그는 이제 실험주의에 대한 명확한 발걸음을 내딛고 있었는데, 이는 이론의 깨끗한 논리에 의해 지배되지 않는다. 수많은 실용적이고 전략적 고려 사항이 작용할뿐만 아니라, 종종 가장 현명한 과정은 한동안 생각을 멈추고 그냥 그렇게하는 것입니다.
.예를 들어, 물과 얼음의 광학에 관한 결정적인 교과서를 읽었다면, 그는 순수한 얼음에서 푸른 빛의 흡수 길이, 즉 빛의 약 3 분의 2가 흡수 될 거리가 약 8 미터에 이르렀다는 것을“배웠을 것입니다. 그것은 쇼 스토퍼 였을 것입니다. 그들은 광택을 Cline과 Rubbia에게 돌려주고 집으로 돌아 갔을 것입니다. Cherenkov Light가 실제로 그 짧은 거리에 흡수된다면, 입방 킬로미터의 얼음을 채우는 데 2 백만 개의 광택이 필요하며 튜브 만 약 60 억 달러가 소요됩니다. 운 좋게도이 책은 매우 잘못된 것으로 판명되었습니다. 그들은 그린란드 데이터로부터 18 미터의 추정치를 얻었고, 또한 잘못된 것으로 판명되었지만 올바른 방향으로 나아가는 단계였습니다.
.몇 년 후, 그들은 여전히 얼음을 이해하기 위해 고군분투했지만 흡수 길이가 실제로 18 미터보다 훨씬 길었다는 신호를 보았을 때, Madison의 도서관은 실수로 교과서를 Francis의 사무실에 전달했습니다. 그것은 다른 사람을위한 것입니다. 그는 자연스럽게 그것을 탐색하기 시작했고, 8 미터 흡수 길이에 대한 선에 올랐을 때 냉기가 그의 척추를 올라 갔다.
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1991 년 오스트 랄 봄, Bob Morse, Bruce Koci, Steve Barwick 및 Tim Miller는 Amanda의 첫 번째 시추를하기 위해 남쪽으로 여행했습니다. 암흑 물질의 직접적인 증거를 검색하는 실험 인 Pico는 또한 키가 크고, 잘 자루지 않고, 불완전하고, 엄청나게 강한 영국인 인 Bill Barber를 포함한 시추 승무원도 임무를 맡았습니다.
아이디어는 끝에 노즐이 달린 호스를 사용하여 뜨거운 물의 평행 한 스트림을 얼음에 뿌려 노즐이 녹을 때 자유롭게 해방시키는 것입니다. 뜨거운 물 드릴에서 원하는 것은 고압에서 매우 뜨거운 물과 넓은 직경과 심하게 절연 된 측벽을 가진 호스가있어 물이 내려 가서 노즐을 통해 가능한 한 많은 열을 운반 할 때 물이 뜨거워지고 얼음으로 들어갑니다. (여기서는 약간의 균형 잡힌 행동이 있습니다. 왜냐하면 드릴링이 진행되는 것처럼 구멍의 상단 부분에 물이 재조정으로부터 물을 유지하기 위해 측벽을 통해 탈출하기를 원하기 때문에 Bruce는 한 번 중성미자 망원경이 너무 큰 물 드릴을 가질 수 없다는 것을 지적했습니다. 가장 효율적입니다.” 이것은 정신적 구조입니다. 분명히 제로 시간에 무한한 양의 열을 전달하는 드릴입니다. 그러나 그것은 많은 열과 거대한 호스를 원합니다.
.Bruce는 Bucky-1이 두 측면에서 심각한 타협을 대표한다는 것을 알고있었습니다. 호스는 직경이 1 인치에 불과했고, 얼음 위에 열린 온수 보일러 갱으로 구성된 가열 공장은 전력의 절반 만 생산되었습니다. 그가 로스에서 사용한 최초의 뜨거운 물 드릴은 2 개의 메가 와트를 생산했습니다. "우리는 [Bucky-1]가 제한되어 있다는 것을 알았지 만, 누군가 가이 추위에 얼음을 깊이 들어 가려고 시도한 것은 처음 이었기 때문에 정확히 얼마나 제한적 이었는지 알지 못했습니다." 그는 1,000 미터에 도달 할 때까지 물이 잃어버린 열이 난방 공장의 출력을 초과 할 것이라고 계산했다. 다시 말해, 호스의 바닥은 얼어 붙을 가능성이 높았습니다. 그는 새로 열린 구멍에서 물을 재가열하기 위해 드릴을 올리거나 낮추는 등 다양한 게임을 할 수 있었지만 연료가 들었고, 이는 어쨌든 까다로운 사업이었습니다.
."뜨거운 물 시추는 희미한 마음을위한 것이 아닙니다."라고 그는 말합니다. "우리는 물을 50도 마이너스로 유지하려고 노력하고 있으며, 그렇게하는 것은 좋지 않습니다."
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Amanda 팀은 욕조에서 드릴을 위해 물을 가열하는 데 사용한 욕조의 훌륭한 명소를 지키는 사람이었습니다. NSF가 붙잡아 불법으로 만들 때까지 드릴 사이트에는 온수 욕조 파티가있었습니다. 시추가 잘되지 않았기 때문에 그들이 재미있게 지내고 있었다.
두 번째 구멍에서 그들은 탐욕스럽고 1,000 미터로 가려고했습니다. 이로 인해 온수 시추에서 일어날 수있는 최악의 일이 발생했습니다.
밥은 나중에 회상했다. "그는 아직 거기에 있습니다."
Bruce.
는“그렇습니다밥은 여름 캠프에서 제임스 웨이 중 하나에서 칸막이에서 잠 들어 Dave Kestor라는 피코 드릴러가 커튼을 통해 머리를 찌르고 나쁜 소식을 속삭였다. (세 가지 교대 중 하나가 항상 잠을 자려고하기 때문에 하루 24 시간 여름 캠프에서 침묵이 관찰됩니다.)
"우리는 무엇을해야합니까?" 데이브가 물었다. "우리는 악기를 내려 놓을 것인가?"
밥은“신, 모르겠다”고 대답했다. 우리는이 구멍에 많은 투자를했습니다. 우리는 거기에서 우리가 할 수있는 모든 것을 채워야합니다.”
그는 침대에서 나와 스티브 바윅을 찾아 갔다. “저는 스티브, 아, 훈련을 멈췄습니다.’라고 말했습니다. 스티브는이 시점에서 탄도를 가서 비명을 지르고있었습니다. 그는 팀 밀러가 어디에 있는지 몰랐기 때문에 아침 3시에 모든 제임스 웨이로 들어가서 폐의 꼭대기에서 비명을 지르며‘Tim Miller? 팀 밀러? 당신은 어디에 있습니까? 도대체 어디 계세요? '… 스티브. 나는 스티브가 die 에 갈 것이라고 생각했다 .”
Pico는 드릴링에 대한 두 가지 교대에 대해 자세히 설명했으며, 각각 하루 12 시간 일하는 것은 드릴을 붙잡은 야간 근무였습니다. 브루스는 하루 종일 교대에 있었고, 시추 작업 중에는 많이 잠들지 않았지만, 근무하지 않았을 때에도 손가락을 펄스에두기 위해 걸어갔습니다. 그는 재난이 일어 났을 때 잠들었습니다. 드릴이 붙어 있었을뿐만 아니라 호스의 흐름도 멈췄습니다. 이것은 온수 훈련으로 얻을 수없는 유일한 상황입니다.
Bruce는“온수 시추를 한 모든 사람들은 한 번도 열이 충분하지 않은 실수를 저지른 것입니다. 그는 그들이 가지고있는 한 운이 좋다고 생각했다.
그들은 애벌레 D7 불도저로 그것을 꺼내려고 노력했습니다.
Bob에 따르면,“Goddamn Hose는 바이올린 끈과 같았습니다. 그것은 원래 직경의 약 절반까지 줄을 섰습니다. Bill Barber는 유일한 용기가 있었고 호스가 구멍을 뚫고 해킹 톱을 가져 가서 그것을 통과 할 수있는 용기가있었습니다. 그리고 우리는이 호스를 보았 거나이 소리를 들었습니다. .”
그래서, 드릴 헤드와 호스의 상당 부분이 구멍 아래로 내려 가면서 그들은 밥의 첫 졸린 생각에 행동하고 어쨌든 매디슨/어바인 줄 중 하나를 배치했습니다. 어떤 이유로 든 호스가 방해가되어 구멍이 너무 좁습니다. 150 미터 만 내려갔습니다. 그런 다음 그들은 표면의 빛이 탐지기로 내려 가서 탐지 할 수있는 뮤온 신호를 침수 할 수 있다고 걱정하기 시작했습니다. 광전자체는 절묘하게 민감했다. 그들은 단일 광자 수준으로 알려진 곳에서 작동하고 있었는데, 이는 개별 빛의 입자를 감지 할 수 있음을 의미했습니다.
“방금 둘러보고 말했습니다.‘우리는 그 구멍을 막아야합니다. 우리는 그것을 막기 위해 무엇을 할 수 있습니까?””Bob은 회상합니다. “주위에 석면과 일부 녹색 쓰레기 봉투가있었습니다. 에코 사람들은 그들이이 말을 들으면 벽돌을 똥을 줄 것입니다. 나는 가방에 석면 단열재를 채우기 시작 하여이 구멍을 대량으로 꽂아 가벼운 물개를 만들려고 노력했습니다. 나는 내가 가진만큼 많은 것을 던졌습니다.”
실험 물리학, 흠 및 모두.
마크 보웬은 작가이자 물리학 자입니다. 그는 를 위해 썼다 등반, 자연사, 과학, 기술 검토, AMC 야외, 1998 년부터 Amanda와 Icecube에 참여했습니다.
마크 보웬 (Mark Bowen)의 얼음의 망원경. Copyright © 2017은 저자의 2017 년 St. Martin 's Press의 허가에 의해 재 인쇄되었습니다.
리드 이미지 크레딧 :Stephan Richter, Icecube/NSF
