廣東江門地下700米,一個巨型球體將建成,可提前看到超新星爆發

2023-10-02     科普大世界

原標題:廣東江門地下700米,一個巨型球體將建成,可提前看到超新星爆發

廣東江門地下700米,一個巨型球體將建成,可提前看到超新星爆發

有一種「幽靈」粒子,看不見摸不著,但是每秒鐘都有數萬億顆穿過你的身體,而你卻毫無察覺,應該有人猜到這種粒子就是中微子了。

中微子從宇宙爆炸之初就已經存在,太陽也時刻在釋放著這種粒子,超新星爆發,中頻碰撞產生的更多,實際上宇宙中越是劇烈的能量釋放事件,產生的這種粒子就越多。

多數天文物理學家還認為它與宇宙中暗物質的存在與分布有著很大的關係,探測中微子的產生、存在和分布,將有助於解決多個重大天文物理學議題。

中微子最顯著的特性,就是極難被攔截,因為它基本不與任何物質粒子產生磁、力、電等方面的干擾,因此才幾乎可以在所有物體中暢通無阻,從太陽上產生的中微子,來到地球後會穿越整個地球,能量和數量幾乎都不會減少,速度更是不會受到影響,所以才有「幽靈粒子」之稱,有科學家通過中微子的物理特性計算髮現要想攔截一束中微子,需要5光年厚的鉛板才能做到。

而我國科學家卻打算用一個特殊裝置探測這種中微子的存在,據美國《大眾科學》網站9月26日報道:中國廣東省江門開平市正在建設一座地下超級探測裝置——江門中微子實驗(JUNO),這是一座針對中微子的超級探測裝置,比全球現有同類探測裝置都更靈敏,其位於地面之下700米深處,這麼厚實的地層可以很好地屏蔽各種宇宙射線,但是卻基本絲毫不能屏蔽中微子,因此是探測中微子的絕佳場所。

這個裝置的主體結構是個雙層的巨型球體,由直徑41米的不鏽鋼網殼和直徑35.4米的有機玻璃球組成,玻璃球裡面裝有超過2萬噸液態閃爍體,當數量突然增多的中微子從這個液體球中穿過時,就會激發出的極微弱的光,玻璃球周圍2萬隻高靈敏度光電倍增管就會放大這種光信號,並將其進一步轉化為電信號供科學家進行研究。

《大眾科學》雜誌表示位於我國江門的JUNO的憑藉無與倫比的靈敏度,投入使用後有望在研究中微子的性質以及探索宇宙方面取得突破,它將能提前發現即將發生超新星爆發的恆星所產生的中微子,這個時候的恆星的內部活動十分劇烈,中微子的產生會出現忽高忽低的波動,因此也可以由此判斷是否將有超新星形成。

而該裝置對於超新星爆發則更為敏感,因為超新星爆發都會產生瞬間產生大量的中微子,由於中微子幾乎不受任何物質的影響,所以它能比光子更早地從恆星中逃逸出來,而且中微子的擴散速度和光速一樣快,但是光子卻容易受到星雲、大質量天體引力等的影響,所以速度會略有減慢,方向也會發生變化,但是中微子在前進的路途上卻幾乎不受任何物質的阻擋,速度更容易保持恆定,因此中微子在宇宙中的傳播速度是要比光略快一些的。

那麼這就有了這樣一種可能性,就是我們可以通過對中微子的觀測更早地去判斷超新星爆發的出現,幫助科學家提前做好天文望遠鏡朝向的觀測準備;而如果是太陽系附近的超新星爆發,我們甚至可以通過中微子的表現提前做好應對準備。

如今科學家們對神秘的中微子的了解還很少,與之有關的諸多奧秘還有待解決。我國建造全球最靈敏的中微子探測器,將有助於我國科學家在這方面的研究步入世界先進水平,得到更多的研究成果。該裝置目前大部分部件都安裝完畢,整體即將建成,按計劃將於2024年建成並運行。

消息來源:《北京日報》9月29日報道《美媒:中國正在地下深處修建......》

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/3cad43a469d2e21a50831c7d916e7155.html