圖為大亞灣探測(cè)器
中國(guó)建造了一顆高度有13層樓高的超大型玻璃球,而這么一顆超級(jí)玻璃球,就隱藏在廣東地下的700米深處,那么,中國(guó)建造的這枚超大玻璃球到底有什么用處呢?難道說(shuō),這是一項(xiàng)針對(duì)某種特殊情況而展開(kāi)的秘密實(shí)驗(yàn)?
圖為超級(jí)神岡內(nèi)部結(jié)構(gòu)
實(shí)際上,中國(guó)超大型玻璃球,其最主要的用途,是使用這枚玻璃球捕捉一種叫做中微子的特殊粒子,由于中微子自身的特性,它有著極強(qiáng)的穿透能力,導(dǎo)致了只有少數(shù)幾種很容易就受到干擾的靶標(biāo)才能有效捕捉這種粒子,難怪中國(guó)要將這枚特制的超大號(hào)玻璃球送入地下700米深處,那么,這個(gè)在地下700米深度的超大型玻璃球,是如何捕捉這種穿透力超強(qiáng)的中微子呢?
圖為冰立方探測(cè)器
作為一種自身體積極小、穿透力非常強(qiáng)大的基本粒子,想要像是捕捉普通的質(zhì)子、中子甚至電子一樣捕捉中微子實(shí)際上是非常困難的,因?yàn)橹形⒆釉谫|(zhì)量幾乎為零,也幾乎不與任何物質(zhì)反應(yīng)的同時(shí),還擁有著極高的能量:在2010年,冰島“冰立方”中微子天文臺(tái)捕捉的相當(dāng)部分中微子,擁有著高達(dá)10拍電子伏的巨大能量,因此,只要有中微子能夠有效擊中透明物質(zhì)當(dāng)中的原子,這兩種粒子碰撞而產(chǎn)生的反應(yīng),就將能夠被精確而敏銳的傳感器捕捉到。盡管這一設(shè)計(jì)能夠輕松解決中微子的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,但卻并不意味著想要看看中微子就是一件容易的事情,因?yàn)槟軌蛲ㄟ^(guò)撞擊原子核的方式制造閃光的宇宙粒子,甚至人造射線的數(shù)量和種類也同樣多得數(shù)不勝數(shù),所以,如果將中微子探測(cè)器放置在地表上或者太空當(dāng)中,傳感器內(nèi)部的超純水標(biāo)靶將會(huì)遭到來(lái)自宇宙射線和人造輻射的猛烈轟擊,從而導(dǎo)致這一超高靈敏度傳感器失去應(yīng)有的作用,因此,人們才會(huì)將中微子射線感應(yīng)器部署到距離地表幾百米之下的礦洞當(dāng)中,借助厚厚的地殼抵擋和吸收其他各種類的宇宙射線,并且讓中微子探測(cè)器發(fā)揮出自身應(yīng)有的作用。
圖為中國(guó)江門中微子探測(cè)器底部支架結(jié)構(gòu)
既然中微子這么難以被發(fā)現(xiàn),但為什么科學(xué)家們依舊要對(duì)中微子的性質(zhì)和活動(dòng)進(jìn)行研究呢?那是因?yàn)橹形⒆硬粌H是一種早在宇宙大爆炸的時(shí)代就已經(jīng)存在的粒子,這從相當(dāng)一部分的中微子自身?yè)碛兄哌_(dá)10電子伏的可怕能量當(dāng)中就可以看出來(lái),而且,就算是攜帶能級(jí)相對(duì)較低的中微子,也都與核聚變和核裂變有著相當(dāng)巨大的關(guān)系,如果中國(guó)能夠在對(duì)中微子的研究和觀測(cè)上取得重大突破,那將意味著中國(guó)對(duì)核裂變、核聚變,以及這個(gè)宇宙誕生時(shí)的狀態(tài)同樣有著更為良好的觀察能力,這不僅意味著中國(guó)將會(huì)在物理研究上取得重大突破,也意味著中國(guó)能夠比起其他國(guó)家更為輕松地發(fā)現(xiàn)各種在太空中的星球,從而讓中國(guó)的基礎(chǔ)科學(xué)獲得巨大的進(jìn)步。這也就是中國(guó)會(huì)耗費(fèi)巨資,在江門地下700米深處建造這個(gè)自身重量高達(dá)2萬(wàn)噸,自身高度等同13層樓的巨型探測(cè)器的主要原因;借助這臺(tái)內(nèi)裝大量閃爍液的中微子靶標(biāo),中國(guó)能夠更有效地對(duì)中微子的三種振蕩行為進(jìn)行觀測(cè),并借此了解這種神秘粒子的特性,并借助對(duì)中微子自身的行為模式和行動(dòng)軌跡,推算出這個(gè)宇宙最為原始的運(yùn)行模式。