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全球距离最远的中微子实验在美国启动

科普小知识2021-12-26 19:14:25
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科学日报(路透社)-世界上最远的中微子实验最近在美国启动,以研究中微子,自然界中最不稳定的亚原子粒子之一。研究结论可能有助于我们更好地解释宇宙形成的奥秘。

新星装置由两个相距800公里的大型探测器组成,将产生世界上最强的中微子束。科学家认为,对中微子更好的理解将有助于我们进一步阐明宇宙的形成和演化。

中微子可能由大爆炸产生,并在太阳和人体内形成。科学家认为每秒钟大约有100万亿中微子穿过人体,但它们对我们无害。因为中微子移动非常快,体积非常小,所以科学家很难探测到它们的行踪并仔细研究它们。

加州大学圣克鲁斯分校的斯蒂芬·里茨解释说,中微子是所有已知粒子中最奇怪的,总共有三种中微子:τ中微子、μ中微子和电子中微子。理论上,它们会根据周围环境或自身触发而在三种类型之间不断转换。这被称为“中微子振荡”。然而,它们为什么会振荡仍然是一个未解之谜。

诺娃的两个粒子探测器是在中微子束从伊利诺伊州巴达维亚的费米国家实验室到明尼苏达州北部的旅程中建造的。据英国《每日邮报》网站10月14日报道,一个300吨重的探测器安装在地下实验室,将在中微子以接近光速的速度到达地球的过程中对其进行观测。另一个14000吨重的探测器将在800公里的旅程中捕获中微子,让科学家们能够远距离分析它们的变化。

在接下来的六年里,费米国家实验室将以中微子束的形式每秒钟向两个探测器发送数万亿个中微子。科学家认为,这两个探测器可能每天只捕获几个中微子,因为中微子是孤立的,几乎不与物质相互作用。科学家有望从这些数据中获得更多关于中微子为什么以及如何振荡的线索。

两个探测器都是由聚氯乙烯制成的,并且充满了闪烁的液体。当中微子与液体相互作用时,液体会发光。然后,光纤电缆将发射的光传输到计算机,计算机将绘制互动的三维图像供科学家分析。科学家还将探测这三个中微子的质量,并找到最重的。

根据宇宙学实验,宇宙质量的90%以上是暗物质。由于中微子充满了整个宇宙,大质量的中微子也是宇宙中暗物质的候选者之一。新的研究有望为我们提供暗物质的线索。(刘霞)