[db:作者] 發表於 2021-9-23 11:36:26

想觀察太陽先要深入地底...超震撼實拍彷彿未來世界的中微子觀測站!

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2015諾貝爾物理學獎開了,中微子!我們來看看獲獎者各自所屬的地下深處觀測站吧~






首先是Sudbury Neutrino Observatory 中文名:薩德伯裡中微子觀測站

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這是一個位於加拿大安大略省2100米深的鎳礦中的中微子探測器,根據高速中微子在水中運動產生的切連科夫輻射探測中微子。薩德伯裡中微子觀測站於1999年5月正式啟用,2006年11月28日關閉,但資料分析工作還在繼續進行。20世紀60年代以來對太陽中微子的觀測發現,實際測量到的中微子流量只有標準太陽模型所假設結果的三分之一,這就是著名的太陽中微子問題。薩德伯裡中微子觀測站之前的中微子探測器大多只能探測到三種中微子中的電中微子,無法探測到μ中微子和τ中微子。

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2001年6月,薩德伯裡中微子天文臺的測量結果發表,表明太陽中微子在到達地球途中,在三種不同“味”的中微子之間發生了相互轉化,即中微子振盪。這一結果同時表明中微子是有質量的,而不是粒子物理學的標準模型中所預言的零質量粒子,這一結果在2002年得到了日本超級神岡探測器的證實。

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中微子與探測器物質發生作用,產生帶電次級粒子通過介質時,如果其速度大於光在這種介質中的傳播速度,會產生藍色輝光,即切連科夫輻射。薩德伯裡中微子天文臺就是根據這種效應間接探測中微子。它的主要部分是一個直徑12米的球形容器,裡面裝有1000噸重水,容器壁用丙烯酸樹脂製成,厚度為5釐米,容器的周圍安裝了9600個光電倍增管,用於探測倫科夫輻射的光子。整個探測器浸泡在30米高的裝滿普通水的圓柱形容器中,安裝在安大略省薩德伯裡附近國際鎳業公司的一個礦井裡,深度達到6800英尺 ,這樣做的目的是利用地層對宇宙線進行遮蔽,以減輕干擾。阿瑟·麥克唐納就是這個觀測站中的關鍵人物。今年,他獲得了諾貝爾物理學獎!



另一個是Super-Kamiokande 中文:超級神岡探測器

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超級神岡探測器 是日本東京大學建造的大型中微子探測器,最初目標是探測質子衰變,也能夠探測太陽、地球大氣和超新星爆發產生的中微子。它位於日本岐阜縣飛騨市神岡町 神岡礦山的一個深達1000米的廢棄砷礦中,主要部分是一個高41.4米、直徑39.3米的圓柱形容器,盛有5萬噸高純度的水,容器的內壁上安裝有11200個光電倍增管,用於探測高速中微子在水中通過時產生的切連科夫輻射。

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儘管神岡探測器最初探測質子衰變的目標始終沒有實現,但卻可以接收來自太陽的中微子,並且測量其入射的方向,研究太陽中微子缺失問題。20世紀90年代,神岡探測器經過再次擴建,於1996年開始觀測,名為超級神岡探測器,容量擴大了十倍。1998年,超級神岡探測器的領導者、日本科學家小柴昌俊發表了測量結果,給出中微子振盪的首個確切證據,認為中微子在三種不同“味”之間是可以相互轉換的,這也表明中微子是有質量的,而不是粒子物理標準模型中預言的零質量粒子。2002年,超級神岡探測器證實反應堆中產生的中微子發生了振盪。這個探測結果在中微子天文學和粒子物理學中具有里程碑式的意義,小柴昌俊因此獲得2002年的諾貝爾物理學獎。當然,還有今年的梶田隆章。

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轉載自:今日頭條
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