官方投资20亿“捉鬼”?人类科技大突破,就算是鬼都要为我所用!

是百科密码 2024-11-26 10:07:38

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咱妈投资20亿,跑到地下700米去捉鬼?这究竟是怎么一回事儿?前段时间,随着江门中微子实验室的建成,网上顿时刮起了一股“捉鬼风”。

总之,只有你想不到,没有他们做不到。话说听起来就很高深的中微子,跟所谓的鬼究竟有什么关系?这个世界上真的存在鬼吗?

幽灵粒子为啥这么难捉?

从现有的科学来分析的话,这个世界上是并不存在鬼的。就算有鬼,那也都是人造鬼,纯忽悠人的。

网民们之所以联想到鬼,一方面是因为中微子被称作幽灵粒子,让人浮想联翩。

另一方面,则是因为捕捉粒子的装置在地下700米。在这种情况下,大家就很容易将其与地府联系上了。

再加上网上的某些自媒体博主,为了勾起人们兴趣,添油加醋的大说特说。如此一来,地府捉鬼的流言,也就越传越广了。

说到这里可能很多人会问了,既然不是幽灵,为啥要叫幽灵粒子呢?其中一个很重要的原因,就是因为中微子实在太难捉了。

首先,中微子的质量极小,甚至比电子质量的一亿分之一还小。这样的质量,都趋近于零了。就算你抓,也不知道它在哪。

其次,中微子的移动速度特别快。在某种程度上,它能以接近光速的速度到处乱跑。即便是闪电侠,也很难捕捉到一个灵活自如的中微子。

首先是中微子对介质的穿透性特别强。不光是人体,就连地球、太阳等,它都能轻松穿过去。就跟电影《复仇者联盟》里的幻视似的,主打的就是一个神出鬼没。

因为这个缘故,中微子还获得了一个外号,叫隐身粒子。在这种情况下,你要想成功抓到中微子,可谓是难如上青天了。

更何况,中微子作为一种基本粒子,它与物质之间的相互作用极为微弱。100亿个中微子中,只有一个会与物质发生反应。因此它就算被抓到了,也很难检测出来。

这时候可能有人会问了,中微子这么难抓,是因为它的数量很少吗?假如中微子数量多起来,是不是就很容易捕获了?

严格来讲,中微子的数量并不少。在宇宙中,几乎充斥着大量的中微子,大约每立方厘米就有300个。

尤其是燃烧的太阳、爆炸的超新星、宇宙射线里面,更是中微子的聚集地。此外,像核电站、粒子对撞机附近,也存在浓厚密度的中微子。

可见,中微子就如空气和水一样到处可见,只是你自己看不到它罢了。

既然中微子这么难检测到,那我们应该如何抓住它呢?广东江门的中微子观测站,给出了答案。

中国的地下“捉鬼”装置

江门中微子观测站,于2013年立项,2015年开工打洞,总投资20亿人民币。

截至到2024年11月20日,随着最后一块光电倍增管模块安装完成,江门中微子实验室的建设,正式进入收官阶段。

按照相关工作人员的说法,在2025年的时候,江门中微子观测站将开展试运行。那时候机器一启动,就能直接取数了。

那江门中微子观测站究竟是如何工作的呢?这里不得不提到一个超巨型水池了。在这个超巨型水池里,装满了2万吨的液体闪烁体,以及无数的光电倍增管。

当一个中微子进入探测器以后,立马就会与内部的物料产生微弱的相互作用,并释放一个或多个粒子。而这些粒子触发到光电倍增管的时候,光电倍增管就会发出信号。

每次发出信号,中微子观测器就会把它给记录下来。久而久之,咱们也就能知道底下的中微子有多少了。这就是“科学捉鬼”的原理所在。

至于为什么要选江门当做实验地,主要也是因为这个位置得天独厚。

从地图上来看,江门距离阳江核电站群和台山核电站群都很近,都只有50公里左右。而这个范围内,是中微子密度最高的,一抓一大把。

在这种情况下,捉鬼行动的成功率就能提升很多了。

那为啥要把实验室建在地下700米呢?这个主要是为了隔绝宇宙射线,以及其他的物理干扰。

在实验室的上面,还有一座270米高的花岗岩山。这座山的存在,更加增强了对宇宙射线的屏蔽作用。如此一来,科学家就能心无旁骛的进行捉鬼了。

各国对中微子的研究进展

说到这里可能很多人会问了,这个所谓的中微子,究竟是什么来头?值得大家这么为它付出?

中微子,是轻子的一种,它的符号符号为ν。早在上世纪30年代中微子就被发现,并被美国科学家费米所命名。

当然了,也不是真正的发现,而且科学家们是算出来的,就跟π一样。

1942年,中国科学家王淦昌提出了观测中微子的方案。他表示可以利用轨道电子,来俘获中微子,这样就能捉鬼成功了。

很快,美国科学家戴维斯,便利用王淦昌提出的的这个K俘获法,观测到了真正意义上的中微子。自此,人类关于中微子的研究,正式拉开序幕。

和我国一样,其他国家也纷纷建起了中微子观测站。比如加拿大就在安大略省,建起了萨德伯里中微子天文台。

该天文台位于2100米深的镍矿中。在天文台实验室里,科学家可以根据高速中微子在水中运动产生的切伦科夫辐射,来探测中微子的存在。

只不过,加拿大的这个中微子天文学,只运营了7年就关闭了。天文台所截获的海量数据,目前仍在分析当中。至于什么时候公布结果,就不得而知了。

除了加拿大以外,美国也搞出了一个中微子天文台,那就是南极冰立方中微子天文台,简称冰立方。该天文台耗资2.79亿美元,主体建筑由86根装备传感器的电缆组成。

电缆的一头连在地表实验室,另一头则从冰洞向下延伸,一直延伸到地下2.5公里的深度,以探测藏在南极冰下的中微子。

就目前的情况来看,该天文台首次捕捉到了源自太阳系外的高能中微子。效果还算不错,至少投入没有打水漂。

总之,关于中微子的探测,各国都在有序发展。争取有朝一日,人类能真正窥探出中微子的秘密吧。

歼敌的秘密武器

说到这里可能又有人会问了,大家都喜欢探索中微子,这玩意到底有什么用?

前面提到,中微子可以轻易穿透各种障碍物和介质。光是一个特性,就足以将中微子开发成各种侦测设备了。

比如可以制作中微子探测雷达,来探测深海中的核潜艇,或者探测地下掩体中的核设施是否为军用?

在探测过程中,科学家只需要根据中微子的发散信号强度,就能甄别出核燃料的浓缩级别。在这种情况下,就能知道设施是军用还是民用了。

如果信号不强,那就证明核燃料浓缩程度不高。像这些设施,一般就是民用。比如核电站,就属于这一范畴。

如果信号强烈,那就要注意了,这座设施很可能是大规模杀伤武器级别的。稍有不慎,就可能酿成危机。

如果真发现敌军的核武部署计划,该怎么办呢?这时候中微子又派上用场了。到时候只需利用高能加速器产生的高能中微子束,定向照射敌方核材料,就能将其摧毁。

因为这些高能中微子,打到核弹头内的钚或铀后,会触发核裂变反应。而这种反应,又能点燃核弹头,使之熔化、爆炸。如此一来,敌方的一切核武部署就化为乌有了。

通信领域小能手

当然了,除了武器以外,中微子还能运用在通信领域。

像如今的深海作业,一般都是用电磁波进行通信和交流,但这些电磁波却存在致命的缺点。

如果是高频电磁波,信息传输速度可达70bit/s,但只能穿透几米深的海水。而低频电磁波虽然可穿透百米深海,但传输速度却只有1bit/分钟。

假如海底还有噪音的话,那就更完蛋了。可见,在海底要想靠电磁波通信息,要克服的困难还不小。

但如果今后用到中微子的话,那就效果大不一样了。由于中微子穿透性强,不容易衰减,因此它可以有效的保存数据,并且不被外界干扰。

再加上中微子本身传播速度也快。在这种情况下,它就能瞬间直达目标接收器了,可谓是海底通信小能手。

最关键的是,中微子不仅能穿海,它还能穿地球。

如今你想打电话到地球另一端的朋友,需要依靠通讯卫星和地面站。毕竟电磁波都被地球挡着,没有这些中继器的话,对面的小伙伴根本收不到信息。

中微子却可以克服这个弊端。根据科学家的测算,10亿伏特的中微子穿过地球,只衰减千分之一。可见,在通信这方面,中微子确实比电磁波要更胜一筹。

假如今后人类真的采用中微子通信的话,那就再也不用花钱建卫星或地面站了。到时候直接拿出中微子手机,就能打到全球任何一个角落,是不是很酷?

结尾

总之,中微子作为一种基本粒子,难以捕捉,但也潜力非凡。虽然咱们现在无法利用中微子,但谁也说不准几十年后,人类会不会进入中微子时代。

当人类科技的车轮滚滚向前的时候,就算是幽灵和鬼,也得为我所用了。

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