據(jù)美國《科學(xué)新聞》雙周刊網(wǎng)站3月6日?qǐng)?bào)道，中微子探測(cè)器不會(huì)長在樹上。是這樣嗎？一名物理學(xué)家提出，有朝一日，森林或許可以用來發(fā)現(xiàn)超高能中微子。
堪薩斯大學(xué)的天體粒子物理學(xué)家史蒂文·普羅希拉在1月25日提交給阿奇夫論文預(yù)印本網(wǎng)站的一篇論文中提出，樹木可以充當(dāng)天然天線，接收由難以探測(cè)的亞原子粒子的某些相互作用所產(chǎn)生的無線電波。
未參與這項(xiàng)研究的俄亥俄州立大學(xué)物理學(xué)家埃米·康諾利說：“這是一個(gè)非常令人興奮的想法。這可能是一種就在我們眼皮底下的自然解決方案。”
發(fā)現(xiàn)中微子，通常需要靈敏的大型探測(cè)器。對(duì)于捕捉從太空射向地球的最稀有、能量最高的中微子來說，尤其如此。從零開始建造如此巨大的探測(cè)器非常困難。
但高能中微子物理學(xué)家以在自然環(huán)境中建造別出心裁的探測(cè)器而聞名。冰立方中微子天文臺(tái)利用體積為1立方公里的南極冰塊探尋中微子的相互作用，而目前正在建造的立方公里中微子望遠(yuǎn)鏡KM3NeT將在地中海進(jìn)行探尋。這些探測(cè)器具有足夠大的體積，可以捕捉到罕見的高能中微子。
為了研究能量更高的中微子，科學(xué)家的目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)一種特殊的中微子——tau中微子。當(dāng)這種中微子經(jīng)過地球內(nèi)部時(shí)會(huì)發(fā)生相互作用，產(chǎn)生名為tau輕子的粒子。如果這種tau輕子從地面逃逸到地球大氣層，它的衰變會(huì)產(chǎn)生帶電粒子雨，從而產(chǎn)生無線電波。
為探測(cè)這些無線電波，科學(xué)家設(shè)計(jì)了一些探測(cè)器，例如大型中微子探測(cè)陣列（GRAND）實(shí)驗(yàn)，它將使用總共20萬根天線，在世界各地分布成20個(gè)獨(dú)立陣列。
普羅希拉說：“考慮到建造這種探測(cè)器所涉及的巨大工程，我突然意識(shí)到，如果天線已經(jīng)存在，那就太好了。”此前的研究表明，樹木可以接收無線電波。探測(cè)這些無線電波，需要在每棵樹上釘一根電線，或者在每棵樹的樹干上纏繞一圈電線，然后將其連接到電子設(shè)備上讀取信號(hào)。
普羅希拉承認(rèn)，要確定這種技術(shù)是否可行，還需要解決許多問題。
科學(xué)家需要研究樹木接收超高頻無線電波的表現(xiàn)，此類中微子探測(cè)器就是在超高頻無線電波范圍內(nèi)工作的。傳統(tǒng)的無線電天線可以精確地建造，以詳細(xì)了解它們?nèi)绾螌?duì)不同類型的無線電信號(hào)做出反應(yīng)。當(dāng)然，樹木就沒法這樣了。比如，目前還不清楚樹木會(huì)如何對(duì)無線電波的極化及其擺動(dòng)方向做出反應(yīng)。另外，樹葉的影響以及落葉林季節(jié)性落葉的影響也需要研究。
芝加哥大學(xué)的物理學(xué)家埃里克·奧伯拉說，雖然這個(gè)想法很有啟發(fā)性，但“目前還不清楚用樹木取代人造天線是否能解決而非產(chǎn)生更多的問題。這些探測(cè)器設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)也需要進(jìn)一步解決”。
科學(xué)家還需要了解探測(cè)器對(duì)森林的影響。
普羅希拉在論文中寫道：“這樣的探測(cè)器必須與大自然和諧共處，尊重大自然；否則，這個(gè)想法就不值得嘗試。”
據(jù)美國《科學(xué)新聞》雙周刊網(wǎng)站3月6日?qǐng)?bào)道，中微子探測(cè)器不會(huì)長在樹上。是這樣嗎？一名物理學(xué)家提出，有朝一日，森林或許可以用來發(fā)現(xiàn)超高能中微子。
堪薩斯大學(xué)的天體粒子物理學(xué)家史蒂文·普羅希拉在1月25日提交給阿奇夫論文預(yù)印本網(wǎng)站的一篇論文中提出，樹木可以充當(dāng)天然天線，接收由難以探測(cè)的亞原子粒子的某些相互作用所產(chǎn)生的無線電波。
未參與這項(xiàng)研究的俄亥俄州立大學(xué)物理學(xué)家埃米·康諾利說：“這是一個(gè)非常令人興奮的想法。這可能是一種就在我們眼皮底下的自然解決方案。”
發(fā)現(xiàn)中微子，通常需要靈敏的大型探測(cè)器。對(duì)于捕捉從太空射向地球的最稀有、能量最高的中微子來說，尤其如此。從零開始建造如此巨大的探測(cè)器非常困難。
但高能中微子物理學(xué)家以在自然環(huán)境中建造別出心裁的探測(cè)器而聞名。冰立方中微子天文臺(tái)利用體積為1立方公里的南極冰塊探尋中微子的相互作用，而目前正在建造的立方公里中微子望遠(yuǎn)鏡KM3NeT將在地中海進(jìn)行探尋。這些探測(cè)器具有足夠大的體積，可以捕捉到罕見的高能中微子。
為了研究能量更高的中微子，科學(xué)家的目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)一種特殊的中微子——tau中微子。當(dāng)這種中微子經(jīng)過地球內(nèi)部時(shí)會(huì)發(fā)生相互作用，產(chǎn)生名為tau輕子的粒子。如果這種tau輕子從地面逃逸到地球大氣層，它的衰變會(huì)產(chǎn)生帶電粒子雨，從而產(chǎn)生無線電波。
為探測(cè)這些無線電波，科學(xué)家設(shè)計(jì)了一些探測(cè)器，例如大型中微子探測(cè)陣列（GRAND）實(shí)驗(yàn)，它將使用總共20萬根天線，在世界各地分布成20個(gè)獨(dú)立陣列。
普羅希拉說：“考慮到建造這種探測(cè)器所涉及的巨大工程，我突然意識(shí)到，如果天線已經(jīng)存在，那就太好了。”此前的研究表明，樹木可以接收無線電波。探測(cè)這些無線電波，需要在每棵樹上釘一根電線，或者在每棵樹的樹干上纏繞一圈電線，然后將其連接到電子設(shè)備上讀取信號(hào)。
普羅希拉承認(rèn)，要確定這種技術(shù)是否可行，還需要解決許多問題。
科學(xué)家需要研究樹木接收超高頻無線電波的表現(xiàn)，此類中微子探測(cè)器就是在超高頻無線電波范圍內(nèi)工作的。傳統(tǒng)的無線電天線可以精確地建造，以詳細(xì)了解它們?nèi)绾螌?duì)不同類型的無線電信號(hào)做出反應(yīng)。當(dāng)然，樹木就沒法這樣了。比如，目前還不清楚樹木會(huì)如何對(duì)無線電波的極化及其擺動(dòng)方向做出反應(yīng)。另外，樹葉的影響以及落葉林季節(jié)性落葉的影響也需要研究。
芝加哥大學(xué)的物理學(xué)家埃里克·奧伯拉說，雖然這個(gè)想法很有啟發(fā)性，但“目前還不清楚用樹木取代人造天線是否能解決而非產(chǎn)生更多的問題。這些探測(cè)器設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)也需要進(jìn)一步解決”。
科學(xué)家還需要了解探測(cè)器對(duì)森林的影響。
普羅希拉在論文中寫道：“這樣的探測(cè)器必須與大自然和諧共處，尊重大自然；否則，這個(gè)想法就不值得嘗試。”
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