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南极的新探测器显示出中微子狩猎的早期成功

2019-05-28

  在读取这些词语的第二步中,650亿中微子将射穿你身体的每平方厘米。幸运的是,这些无限小的粒子没有任何伤害 - 它们通过我们,就像它们对大多数事物一样,没有停止或相互作用。

  堪萨斯大学物理学和天文学教授大卫贝森说:“部分因为它太小,中微子具有这种独特的性质 - 它能够很容易地穿透物质。” “在太阳中心产生的中微子通常需要一年的光导才能阻止中微子,而来自太阳的光子形式的光可以用黑色太阳镜轻易阻挡。”

  根据贝松的说法,中微子刺穿任何东西并继续前进的能力使它们成为理想的宇宙信使。

  “中微子如此穿透的事实使得它们对天体物理学家来说很有意思,”他说。“我们想要了解的巨大和灾难性的恒星爆炸会产生大量的粒子,但大多数粒子会在到达我们的天文台之前被星际介质中的物质吸收。但是中微子,因为它们如此具有穿透性,可以携带信息例如,距离更远的地方 - 远远超过光子。“

  然而,中微子很难准确检测,因为它们不与物质相互作用。

  今天,Besson是南极多国研究工作的一部分,用于建造和运营Askaryan无线电阵列,这是一种大型无线电探测仪器,可识别远离南极冰架下方的高能中微子射出的无线电波。最终,该阵列将由37个天线站组成,这些天线站将有效地将数百立方千米转换成巨大的中微子探测器。

  ARA团队最近在同行评审的出版物“ 物理评论”中发表了前两个站点的性能评估报告。他们的研究结果显示,探测器一旦完全投入运行,就有可能推动对宇宙的理解。

  “前两个站点显示出很多检测中微子的前景,”贝松说。“冰内的无线电透明度非常高。我们在南极测量了它,并且能够通过大约4英里的冰块发射无线电波。所以这非常透明,这意味着你可以在南极埋葬天线冰和扫描几公里左右的潜在中微子相互作用。“

  Besson执行数据分析并担任ARA集团的发言人。他说,一旦阵列完全投入运行,就可以从中微子中产生信息,这些信息可以揭示当前宇宙的状态以及宇宙的起源。

  “中微子告诉我们一些关于今天或近期宇宙历史中发生的灾难性爆炸的事情,”他说。“但是,因为它们可以从遥远宇宙的最远边缘到达我们,它们带有在早期宇宙中发生的过程的印记。如果你可以从它们积累足够的数据,你可以测试宇宙演化的理论。”

  当科学家们学习宇宙的秘密时,KU本科生和研究生将有机会通过阵列了解中微子和中微子的检测。此外,今年10月,两名研究生将前往南极洲从事研究工作。他们的路线将从劳伦斯到堪萨斯城,洛杉矶,新西兰,南极洲的麦克默多站,最后乘坐C-130军用喷气式飞机前往南极。

  “在KU有一个粒子天体物理学小组 - 他们致力于宇宙射线的无线电波探测,”贝松说。该小组包括四名研究生和三名本科生。

  此外,Besson今年夏天正与KU的高中生一起工作,其中包括即将成为Jayhawks的学生。

  他说:“其中两人将在秋季作为本科生来到这里。” “与伽马射线或X射线不同,无线电波的优点在于它们对人们来说很熟悉,发送和接收无线电波所需的设备只是天线,而且不需要太多工作就可以了。您可以设计,构建和测试自己的触角。“

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