'邪恶天才'的中微子枪最终可以揭开宇宙中最小的颗粒



中微子可能是人类已知的最被低估的粒子。物理学家,聪明人和聪明人aleck Wolfgang Pauli在1930年首次提出他们的存在是一个缺失的拼图 – 某些核反应比他们出现的更多。保利认为必须涉及一些微小而无形的东西 – 因此, 中微子,这是一种“小中立的”意大利语。

在最初的提案以来的几十年里,我们已经开始认识并喜爱 – 但并不完全理解 – 这些小小的中立家伙。他们有一点点质量,但我们不确定多少。它们可以从一种中微子(称为“味道”,因为为什么不呢?)转变为另一种,但我们不确定如何。

每当物理学家不理解某些东西时,他们就会非常兴奋,因为根据定义,谜语的答案必须在已知的物理学之外。因此,中微子质量和混合的神秘感可能会为我们提供线索,就像最早的时刻一样 大爆炸

一个小问题:小。中微子很小,几乎不和正常物质说话。数万亿的数万亿现在正在穿过你的身体。你注意到了吗?不,你没有。为了真正深入研究中微子属性,我们必须要做大,三个新的中微子实验即将上线,以便我们处理事物。我们希望。[[六个酷地下科学实验室]

让我们来探索:

沙丘

你可能听说过翻拍经典科幻小说“沙丘”的兴奋。这不是它。相反,这个DUNE代表“深地下中微子实验“它由两部分组成。第一部分将在伊利诺斯州的费米实验室,并将包括一个巨大的邪恶天才式中微子枪,将质子加速到附近 光的速度将它们粉碎成东西,每秒从业务端射出数万亿中微子。

从那里开始,中微子将直线行进(因为这就是他们所知道的怎么做),直到它们到达第二部分,大约800英里(1300公里)以外的地方。 桑福德地下研究设施 在南达科他州。为何选择地下因为中微子沿着直线行进(再次,没有选择),但是地球是弯曲的,所以探测器必须坐在地表下一英里(1.6公里)处。该探测器约有40,000吨(36,000公吨)液态氩。

超级神冈

即将成为Hyper-Kamiokande的前身(“Hyper-K”,如果你想在物理派对上变得很酷)的名字恰如其分 超级神冈 (“Super-K”出于同样的原因),位于日本Hida附近。对于这两种仪器来说,这是一个非常简单的设置:一个巨大的超纯水箱,被光电倍增管包围,放大非常微弱的光信号。

每当一次非常罕见的时候,中微子撞击水分子,导致电子或正电子(电子的反物质伙伴)比水中的光速更快地掠过。这会引起闪烁的蓝光 切伦科夫辐射,光线被光电倍增管拾取。研究闪光灯,了解中微子。

Super-K在1998年创造了超级历史,根据对太阳核心深处产生的中微子的观察,它提供了中微子在飞行时改变味道的第一个确凿证据。这一发现使物理学家Takaaki Kajita获得了诺贝尔奖,而Super-K则对光电倍增管进行了深情的拍摄。

Hyper-K就像Super-K但更大。它的容量为2.64亿加仑(10亿升),其收集量是Super-K的20倍,这意味着它可以在Super-K的同时收集20倍于中微子的数量。 Hyper-K将从大约2025年开始寻找由宇宙中的自然有机反应产生的中微子,如融合和超新星。谁知道呢?也可能会有人获得诺贝尔奖。

企鹅家族

我不确定为什么物理学家会选择他们为巨型科学实验所做的缩略词。在这种情况下,Pingu是一个欧洲动画企鹅的名字,他有各种各样的不幸事件,并在南部大陆学习重要的人生课程。它也代表“精确IceCube下一代升级”(PINGU)。

该首字母缩略词的IceCube部分是指世界上最大,最糟糕的中微子实验。该实验由位于南极的实验组成,包括深入极地冰盖的探测器串,这些探测器将使用冰的晶体清晰度来做与Super-和Hyper-K在日本相同的事情:探测Cherenkov辐射由中微子穿过冰层产生的。几年前这个实验才真正开始,但是运行它的科学家已经渴望升级了。

这就是原因。 IceCube可能很大,但这并不意味着它在所有方面都是最好的。它有一个盲点:由于其巨大的尺寸(一整立方公里的冰),它很难看到低能中微子;他们根本没有让IceCube的探测器看到足够的流行音乐和嘶嘶声。

进入PINGU:一堆额外的探测器,排列在IceCube中心附近,专门用于捕获撞击地球的低能中微子。

当它(希望)上线时,PINGU将加入世界各地的仪器和探测器大军,这些仪器和探测器试图抓住尽可能多的这些幽灵般的小鬼,解开他们的秘密。

最初发表于 生命科学