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南海中微子望远镜探测,中微子望远镜项目选址

中微子是宇宙里最神秘基本上粒子之一,它能够透过化学物质与空间,携带着极端化天体物理全过程的信息。根据捕获高能中微子,专家能够探寻宇宙的起源、结构与演变,解除宇宙线、暗能量、cf超新星等众多不解之谜。

但是,中微子与物质相互影响偏弱,要捕获他们必须修建非常大的探测器阵型,并放置于屏蔽掉影响的环境里。现阶段世界各国已经有好多个中微子天文台认证项目在运转或筹备,在其中最有名的是英国主导冰立方(IceCube)项目,在南极冰层下建造了1立方公里体量的探测器阵型。

我国也不甘人下,在上海交大李政道研究所的带头下,一个名为“海铃方案”的项目已经酝酿中。该项目致力于修建我国首个海底中微子望眼镜,中国南海水中3000米以内位置布局30立方公里体量的探测器阵型。这将会是一个具有国际领先水平和创新性的大科学装置,将有助于粒子物理学、天体物理、地质工程、深海自然地理、海洋动物等最前沿交叉研究。

想要认证这一开疆辟土计划的可行性分析,“海铃方案”精英团队实现了海底软件测试工作,中国南海西沙水域取得成功布线了数套自主研发仪器设备,并采集了很多宝贵数据信息。这些信息将为下一步望眼镜阵型设计和运作给予重要环节。

为何需在水中建望眼镜?

中微子是一种不带电且品质很小的粒子,它只受吸引力和弱力的薄弱危害。这也使得中微子能从极端化、致密星体环境里肇事逃逸出去,携带着在其中猛烈的物理现象信息内容,是当代极端化银河系的理想化使者。

但是,也正因为中微子与物质相互影响偏弱,要捕获他们就很困难。专家发觉,当高能中微子在水中穿越重生时,会和原子撞击造成次级线圈粒子,这种带电的次级线圈粒子会产生一种特殊的数据信号,称为切伦科夫光。若是在水体中布局光电探测器等探测器,就能捕获这种数据信号,并依据强度、目标和时长复建出中微子能量、种类和由来。

为了保证检测效率敏感度,必须在水中修建非常大的探测器阵型,并放置于屏蔽掉影响的环境里。最先,必须水底屏蔽掉日光和别的环境灯源,在黑暗的环境里才能更好地地观测到切伦科夫数据信号。次之,必须清澈透亮的水质确保数据信号的传输距离和品质。第三,必须平整平稳的海底或湖中做为探测器阵型的前提。

现阶段世界各国已经有好多个中微子天文台认证项目在运转或筹备。在其中最有名的是英国主导冰立方(IceCube)项目,在南极冰层下建造了1立方公里体量的探测器阵型。冰立方运用了南极冰川清澈透亮、薄厚达2.5千米、表层结冻等优点标准,在冰面内打孔并下发探测器电缆线,地下1.5至2.5千米深层形成一个立体式阵型。该项目于2010年完工,并且于2013年初次探测到来源于宇宙之外的高能中微子流。除开冰立方以外,在波罗的海和贝加尔湖也有类似项目在准备或运行时。地中海风格项目由欧洲地区多个国家合作开展,贝加尔湖项目由俄核心进行。

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