暂无
上海智能电子有限公司

世界上最大的中微子望远镜的详细计划

2019-05-28

  KM3NeT--一项欧洲合作开创了在地中海沿岸地区部署千立方的中微子探测器阵列 - 在物理学杂志G:核和粒子物理学中详细报道了其提议的科学目标,技术和成本。

  中微子是来自宇宙的理想信使。这些稳定的亚原子粒子可以长距离传播而不会受到路径中物质或磁场的干扰。它们的探测被天文学家珍视,因为​​中微子发射源如超新星爆发的残余物为宇宙的演化提供了重要线索。对中微子的研究也有助于扩展我们对原子物理学的认识。然而,有一个问题。

  “中微子和正常物质之间的弱相互作用是一种祝福和诅咒,”Maarten de Jong评论说,自2006年第一次设计研究以来,他一直参与KM3NeT项目,并且是合作的发言人。“这使得检测它们非常困难,这就是为什么你需要一个巨大的探测器。”

  这是一项艰巨的任务。要从宇宙中探测中微子,你需要一个庞大的站点,然后可以将其用作转换器目标,如下所示 -

  首先,中微子与目标介质中的原子核相互作用以产生相对论的带电粒子。其次,这些相对论带电粒子通过介质产生所谓的Cherenkov光(核反应堆图像上的典型蓝光)。最后,切伦科夫的光被三维空间阵列探测到,这些光谱传感器非常敏感。

  幸运的是,地球母亲能够帮助降低开发如此庞大的结构的成本。“事实证明,地中海的深水是理想的,”de Jong解释道。“这些天然水是免费的,对Cherenkov灯非常透明,并且可以充分利用,以便部署光电传感器串。”

  在几公里的深度,没有更多的日光,这意味着KM3NeT的光学模块可以放置在黑暗中,以最大限度地感知中微子信号Cherenkov光。此外,在这些条件下,中微子望远镜可以一周7天,每天24小时运行。

  KM3NeT合作开发了它认为是在海底建立这个研究基础设施的经济有效的计划。分阶段推出将由三个所谓的构建块组成,其中每个构建块包括115串18个光学模块(包含31个向外的光电倍增管的玻璃球)。

  可延伸数百米的琴弦固定在海床上,并通过光学模块的浮力保持垂直,并在最顶部使用额外的浮标。这些长链探测器非常重要,因为它们可以让科学家们重建入射中微子的轨迹。然后,研究人员可以使用该数据来识别外层空间中相应源的位置。

  该阵列将提供监测整个天空以进入中微子所需的大部分拼图,连接基于南极(IceCube)和俄罗斯贝加尔湖(Gigaton Volume Detector-GVD)的现有望远镜。

  2015年12月,KM3NeT合作成功测试了一系列最新光模块的部署。它已经筹集了3100万欧元来开始该项目的第一阶段。这项工作建立在通过ANTARES(法国沿海的12弦阵列)获得的经验的基础上。

上一篇:测量光偏振的新工具
下一篇:灵敏度增加可使重力波探测器更深入太空