简而言之 |
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最近的一个杰出事件震撼了粒子物理世界:地中海底部正在建造的探测器设法捕获了有史以来最有活力的中微子。这位小而强大的主角挑战了我们当前技术能力的极限,远距离地球上最强大的颗粒加速器产生的能量,即LHC。不完整的检测器如何实现这一壮举?这个中微子可以帮助我们揭示的宇宙的哪些奥秘?
发现中微子
这中微子众所周知,难以捉摸的亚原子颗粒。他们的谨慎性质和与物质的互动较弱,使他们对物理学家迷人的难题。确实,要阻止中微子的光流,它将需要一个厚度光明年带领。这种悖论使对中微子的发现极为困难,尽管事实上,每秒几万亿美元就越过我们的身体而没有意识到。
但是,它们在核反应期间的大量产量(例如太阳或核电站的核反应)提供了检测机会。充满材料的复杂设备增加了与这些颗粒相互作用的机会。这种方法的象征示例是基于南极洲的Icecube检测器。通过在冰上钻孔并放置探测器的链条,科学家在与冰材料相互作用时设法重建了中微子的旅程。
地中海套装的KM3NET项目
项目km3net以其在地中海的战略位置为特色,这是由南极洲带来的后勤挑战所促进的选择。这个雄心勃勃的项目提供了两个探测器的建造:ARCA,位于西西里岛附近3.5公里的ARCA和Orca,在法国海岸附近海底2.5公里处。这些位置在现有研究基础架构中提供了更实际的访问和更容易的集成。然而,海流在重建中微子的轨迹时会引起轻微的不精确。
在2023年,只有10%的电缆旨在将探测器保持在海底。尽管进行了部分安装,但该项目还是设法记录了无与伦比的事件,从而证明了该技术的巨大潜力。随着探测器正在接近其完整的运营能力,未来有望更令人着迷。
惊人的能量
观察到的事件始于检测器之外,当时进入中微子相互作用以产生muon,较重的电子表亲。进入检测区的这种muon引起了颗粒和光的雪崩,使某些探测器接近其到达点。大约三分之一的检测器捕获了此段落的指标,这说明了这种相互作用的强度。
由于对信号的分析和释放的能量量的分析,研究人员能够估计穆恩的起源方向,这表明与世俗表面平行的轨迹。计算表明,兆子是由中微子产生的,其能量在60至230 PEV之间。没有已知的陆地过程能产生这种能量的鼻涕,只有一个能够在不相互作用的情况下越过海洋的中微子才能解释这一发现。
一个宇宙之谜
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尽管有这一重大进展,但一个问题仍然存在:这种中微子如何获得这种能量?一个假设是,高能伽玛射线可以通过与背景宇宙辐射相互作用将材料转化为材料,从而将大量能量与新创建的颗粒赋予了很多能量。但是,我们对中微子起源的银河系的研究表明,没有伽马射线的来源。
进一步,布拉扎尔这是面向类星体的,以使它们的喷射直接指向地球,可以是这种现象的起源。研究小组已经确定了大约十二个高能天文对象,沿粒子的近似方向,其中两个不到预测轨迹的百分之一。
尽管两个探测器的构建仍在继续,但这些设施将加入ICECUBE,以收集有关静脉外的中微子的数据。这些信息可以使我们能够更精确地找到高能量中微子的来源,从而为我们提供对宇宙的新观点。
这些探测器还可以在宇宙的秘密上向我们揭示其他哪些惊人发现?
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