脑洞真大：拿6000多个玻璃球把海水变成天文望远镜

资料来源:KM3NET

作者是Dhananjay Khadilkar

翻译张哲

在地中海西北部的海底，126个足球大小的玻璃球悬浮在法国和意大利水域附近。这些玻璃球可以用来用海水建造天文望远镜，以寻找暗能量、超新星和中子星碰撞的信号。当然，这些玻璃球只是千米立方体中微子望远镜(KM3NeT)项目部署的第一批玻璃球。

该项目的主要目标是找到一种基本粒子:中微子。它没有电荷，几乎没有质量。德国电子同步加速器研究中心的中微子天体物理学家沃尔特·温特(Walter Winter)说:“与宇宙射线不同，中微子不受星际空间磁场的影响，这使它们成为一种独特的信使。中微子携带的信息非常有用，可以补充电磁辐射和引力波携带的信息。”

中微子几乎不与其他粒子相互作用，可以直接穿过大多数物质。这个幽灵般的特征使它成为一个理想的天文研究对象。KM3NeT项目总共占据了1立方千米(相当于40万个奥林匹克游泳池)的法国和意大利水域。超过6000个玻璃球将被部署在水中。每个玻璃球将包含31个非常灵敏的光电倍增管探测器，可以将周围的海水变成巨大的透镜。这些玻璃球由多根缆绳固定，缆绳的底部固定在海床上，顶部固定在浮体上，从而确保缆绳紧密。

帕斯卡尔·科伊尔是法国马赛粒子物理中心的物理学家，也是该项目的物理和软件工程主任。他说:“即使100万个中微子来到这里，也许只有一两个会与海水中的氢或氧原子夸克相互作用。然而，由于宇宙中微子的高能量，上述效应将以极快的速度释放带电粒子”。

这些粒子在水中的移动速度比在水中的光速快，并能产生一种特殊的效果，类似于喷气式飞机以超音速飞行所产生的音爆。这个过程将释放弱辐射(即切伦科夫辐射)。安装在海床上的传感器只能探测这些信号，因此研究人员可以确定中微子的能量和运动方向。

在众多中微子望远镜中，“KM3NeT”是独一无二的。特别是，由于其巨大的体积，它能以迄今为止最高的分辨率探测到来自南半球天空的中微子，包括中微子的能量和方向。”温特说。

该设备计划于2024年在法国完成，可用于探测宇宙射线与地球大气相互作用时产生的低能中微子。当这些粒子穿过地球时，它们能以类似x射线的方式提供一些关于地球内部的信息。意大利的这个项目计划于2026年完成，将用于探测远离我们的宇宙中微子，这些中微子主要是在恒星死亡或高密度暗能量相互碰撞时释放的。

有趣的是，当观察海底时，这些望远镜是最清晰的，因为地球恰好充当了一个屏障，过滤掉不断轰击地球的宇宙辐射和其中的背景粒子。中微子是已知唯一能穿透地球的粒子。

原标题:6000多个玻璃球把海水变成了天文望远镜。