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探秘世界最长中微子探测器:长800公里(组图)

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世界最长的中微子实验设备名为“Nova”,由两个巨型探测器组成。

位于明尼苏达州的“Nova”远端探测器。

工人们正在安装“Nova”远端探测器的一个单体。

在未来的6年中,费米实验室将通过中微子束向两个探测器每秒发送数十万亿个中微子。

北京时间10月16日消息,据国外媒体报道,起点位于美国芝加哥附近费米国家加速器实验室的世界最长中微子实验探测器近日开始探测任务,以期揭开自然界最 怪异、最捉摸不透的亚原子粒子之一--中微子的神秘面纱。科学家们希望,探测结果将有助于发现宇宙存在的奥秘,理解生命存在的意义。

  据研究人员介绍,这台实验设备名为“Nova”,由两个距离800公里的巨型探测器组成,用于探测和研究自然界最神秘 的亚原子粒子之一--中微子。中微子是自然界数量最丰富但也最难以捉摸的粒子之一。科学家相信,如果能够更好地理解中微子,就有可能对宇宙的存在和运行原 理有更为清楚的认识。位于美国芝加哥附近的费米国家加速器实验室将发射世界上最长、最强大的中微子束。“Nova”探测器将利用这种中微子束来记录中微子 的证据链。

  中微子质量非常轻,几乎没有重量,而且普遍存在,对人体无害。每秒钟穿过我们身体的中微子大约有100万亿个。中微子产生于宇宙大爆炸,可在太阳中和我们的体内生成,但是它们运动速度非常快,科学家们很少有机会能够发现它们,因此对它们的认识也非常模糊。

  美国加州大学圣克鲁兹分校科学家史蒂文-里特兹介绍说,“在所有已知粒子中,中微子是最古怪的一组粒子。”之所以将其 称为“一组”,是因为中微子有三种类型,每一种类型之间可相互转换,因此科学家们也无法弄清其中的原因。费米国家加速器实验室粒子理论学家举例解释说, “如果芝加哥最终发射出中微子束,它最初可能是巧克力奶昔,但等到到了南达科塔州,它就有可能部分变成了草莓。”

  科学家可以从中微子中发现外太空暗物质和其它奇怪天体物理学现象的线索。“Nova”粒子探测器建造于费米实验室所发 出的中微子束的线路上,起点为费米实验室,终点一直到明尼苏达州北部。近端探测器位于费米实验室地下,重量近300吨。当中微子以接近光速穿越地球时,这 种探测器可以探测得到其踪迹。远端探测器重约1.4万吨。当中微子束在历经约800公里旅程到达远端探测器时,同样也可以被探测到。科学家们以此来分析中 微子经过长途旅行后会发生何种变化。

  在未来的6年中,费米实验室将通过中微子束向两个探测器每秒发送数十万亿个中微子。科学家们希望每天能够在远端探测器探测到少数几个中微子。通过实验数据,科学家希望了解更多关于中微子的信息以及弄明白它们为什么会在三种类型间不断转化。

  位于明尼苏达州的远端探测器被认为是世界上最长的不需要支撑物的塑料结构,长约60米、高约15米、宽约15米。两个 探测器都是由聚氯乙烯制成,其内部充满了发光液体。当有中微子与其发生反应时,液体会发出光芒。光纤将光信号传输至计算机,由计算机生成这种交互作用的 3D图像供科学家分析。科学家们还希望能够探明三种类型的中微子的质量,以确实哪一种质量最重。       

 
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