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亚原子中微子可被科学驯服的五种方式

2023-03-20 10:10阅读：

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亚原子中微子可被科学驯服的 5 种方式
撰稿人 Bruce Dorminey
FORBESINNOVATIONSCIENCE
Mar 18, 2023,05:18am EDT
我报道航空航天、天文学并主持宇宙争议播客。
Most of the energy of a collapsing supernova is radiated in the form of neutrinos
一颗坍塌超新星的大部分能量以中微子形式辐射，产生于当 ...
GETTY
作为一种放射性衰变的亚原子副产品，微小的中微子直到近一个世纪为止甚至没有被理论化来存在。意大利语为小的中性粒子，它是一种没有内部部件没有电荷的基本粒子。
既无害又无处不在，一个估计的每秒300个追溯来自大爆炸后一秒的万亿分之一的遗物中微子穿过你的粉红色手指。而且因为它们罕见的与普通物质相互作用，它们也能像热刀切黄油一样穿过恒星和行星。
虽然它们还没有放弃所有它们的秘密，但一本引人入胜的新书 “幽灵粒子：寻找难以捉摸和神秘的中微子”，把我们快速带到自1930年以来我们人类已经收集到的关于它们的。共同作者阿兰乔多斯，德克萨斯大学阿灵顿分校的研究教授和着名的科学记者詹姆斯里奥顿剖析我们已经了解关于中微子的以及我们可能如何为各种形式的应用科学驯服它们
自然的经由伽马射线暴、超新星、我们自己恒星中的核反应和地球深处粒子衰变产生，它们也是粒子加速器和当今核反应堆的副产品。也许，最令人不寒而栗的是它们最初被探测为1940年代新墨西哥州核武器试验的一个后影响。
这里是本书的五个要点。
探测宇宙中微子背景回到时间开始附近
宇宙中微子背景追溯回到大爆炸后大约一秒钟。如果这种遗物中微子可以被研究，作者指出它们将以一种迄今为止已经躲避了宇宙学家的方式揭示最早的宇宙。
但探测这种早期中微子背景是仍在进行中的工作。作者指出，拟议的普林斯顿氚光天文台，早期宇宙大质量中微子产量（PTOLEMY）天文台可以通过寻找显示有略高能级的电子的氚样本来揭示这种中微子背景。
作者指出，想法是用大约100克的氚，约占商业上可获得的年供应量的四分之一来区分来自天然氚衰变的电子和被遗物中微子诱导的电子。但这不会是小的壮举并需要一个精确测量50000分之一。
9780262047876
幽灵粒子
MIT PRESS
用中微子作为一个超新星预警系统
从即将成为超新星的恒星检测到了第一个中微子发生在36年前。就在几个小时前，现在著名的超新星1987A在我们邻近的矮星系大麦哲伦星云中爆发出来。
作者指出，回到当时在三个地球探测器中折腾出来的的少数中微子只是1987超新星出来的中微子的一个微小部分，因为一颗超新星的大约99%的能量成中微子。
Chodos和Riordon写道，想法是用现有的超级新星预警系统（SNEWS 2.0）网络来识别即将成为超新星的恒星。通过观察中微子探测器中信号的时间，SNEWS 2.0能三角测量来定位即将出现一颗超新星的天空区域。
作者写道，希望是这个新兴的基于地面的中微子天文台网络将很快揭示远至银河系中心的前超新星中微子。
中微子来抓住违反核不扩散协议的国家
联合国核检查员并不总是准备好得到来监控一个特定国家的核反应堆，这些反应堆也能被用于生产武器级铀。但中微子可以提供一个来现场检查的变通工作。
作者指出，第一个专门打算展示远程监测反应堆中钚生产的技术的中微子探测器是水切伦科夫反中微子监测器（WATCHMAN）。在英格兰北部博尔比盐矿地下1000米处，水切伦科夫反中微子监测器将在明年通过寻找来自约25公里外的哈特尔浦核电站的中微子来测试这个想法。
用中微子来探索地球内部深处
如果中微子能被人工的在几万亿电子伏特能量下产生，它们能变得与它们的周围环境更多的互动。因此，这将赋予地球科学家以一种类似于医学断层扫描的方式远更多地了解关于地球深层内部。
但来产生如此高能的中微子，作者指出可能会需要一个直径约24公里的海底粒子加速器环。想法是将质子加速到20万亿电子伏特（20 TeV），然后将它们撞进一个目标来产生一束然后还会衰变成高能中微子的粒子。
外星人可能会用中微子束来修改恒星以进行星际信号
高度先进的外星文明可能用极高能量的中微子束修改脉动的造父变星以便发射跨星系信息。作者引用一篇2012年发表在《当代物理学》杂志上的文章。
想法是外星人可能用脉冲中微子束来修改造父变星的脉动周期。该论文指出这种中微子束可能从恒星产生一个双星签名，由一个正常的脉动周期与一个人工触发的缩短周期的中微子的耦合组成。
正如论文作者指出的那样造父变星会做出一个因为它们能被很大距离看到的自然选择，任何发展中的技术社会，比如我们的都可能会将它们作为距离标记来观察。因此，该论文的作者建议我们为指示的智能信号模式搜索这些变星。
至于这本书？
“幽灵粒子”值得在未来几十年内一个书架寿命。
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我（Bruce Dorminey）是一名科学记者，也是《宇宙争议brucedorminey.podbean.com》的主持人以及...
https://www.forbes.com/sites/brucedorminey/2023/03/18/5-ways-subatomic-neutrinos-might-be-harnessed-for-science/?sh=3d22f9d82746

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