编辑丨苏木
文丨苏木
本文陈述所有内容皆有可靠信息来源,赘述在文章结尾
中国正在地下700米进行一场“抓鬼”行动!
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科学家们正在试图用科学的实验,捕捉一种被称为“幽灵粒子”的中微子,这听起来像是玄学的实验,实际上是中国突破科技封锁后的又一黑科技!
大家有没有想过,我们为什么会存在?
生命的尽头又是怎么消逝在世界上的?
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我们中国的科学家正在利用这一“国之重器”,解密这个世纪谜题!
“暴力施工”的终极意义
一个听起来有点玄乎的话题在网上火了:“科学家在广东捉鬼!”
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不少网友半开玩笑半认真地评论说,科学的尽头,难道真的是鬼神?这个听着像段子的事,背后其实是我国一个顶尖的科学项目。
所谓的“鬼”,是一种叫做中微子的基本粒子,它有个外号就叫“幽灵粒子”。
它配得上这个外号,这玩意儿无处不在,太阳每时每刻都在喷射,每秒钟就有数以亿亿计的中微子穿过你的身体。
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但你毫无感觉,因为它几乎不和任何东西发生反应,地球在它眼里都跟透明的似的,所以网友们说的“捉鬼”,其实是对现代物理学一个终极挑战的最通俗解读。
为了抓住中微子,你首先得创造一个绝对、绝对、绝对安静的环境,这里的“安静”不是指没有声音,而是指没有干扰。
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中微子和物质原子核撞上时,会迸发出一丝极其微弱的闪光,比萤火虫的光还要暗淡无数倍,任何一点点外界的“杂质”,比如来自外太空的宇宙射线,都能轻易地把这个信号淹没掉。
怎么才能屏蔽这些宇宙射线?答案简单粗暴:往地底下钻,于是在广东江门开平的一个山坳里,一场长达十余年的“暴力施工”开始了。
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科学家们选择在700米深的花岗岩层下建造他们的“聆听室”,这700米厚的岩石,就像一个天然的巨型盾牌,能把宇宙射线的干扰削减到亿分之一的水平。
可想而知,要在这么坚硬的岩石里挖出一个能塞下直径35.4米巨球,还能容纳一个44米深水池的巨大空间难度有多大。
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有人形容,这就像在地下造一艘不能升空的“太空船”。
挑战远不止于此,施工队最头疼的是地下水,岩层裂隙里的水疯狂涌出,最高峰时每小时涌水量达到500吨,工人们必须像打仗一样,一边玩命抽水,一边抢时间作业。
更麻烦的是岩石本身还会释放一种叫“氡气”的放射性气体,对施工人员和未来的科研人员都有健康威胁。
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就这样在一场与岩石、洪水和辐射的激烈搏斗中,人类硬生生用最喧嚣、最强硬的手段,去打造一个物理意义上最“寂静”的空间。
这一切的喧嚣与折腾,就是为了能让那个“幽灵粒子”偶尔留下的“耳语”,能被我们听见,用万物等待那一物
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有了极致安静的环境,接下来就是怎么“看”到那个转瞬即逝的信号,中微子的互动概率低到令人发指,面对这个难题,江门中微子实验的设计哲学,体现了另一种充满张力的悖论:用极致的“多”,去捕捉极致的“少”。
这就像一场宏大的赌博,用“万物”去等待“一物”。
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我们知道数不尽的中微子正穿过探测器,但绝大多数都直接“无视”它,什么也不会留下,即便探测器已经稳定运行,每天能捕捉到的信号,也不过60个左右。
相对于那天文数字般的流量,捕获率低得可以忽略不计,为了稍稍提高一点点碰撞的概率,科学家们想出的办法就是堆料。
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他们在那个巨大的球体里,灌满了整整2万吨的特殊液体,叫做液体闪烁体,这种液体的纯度要求极高,不能有任何杂质干扰。
2万吨是这个规模,比美国同类型的实验要大上千倍,目的只有一个,就是让中微子的“靶子”足够多,总有一个可能会撞上。
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有了靶子还得有眼睛
在那个直径三十多米的巨大球体表面,密密麻麻地安装了45000只被称作“黄金眼”的设备,它们的学名叫光电倍增管,像一张无死角的天罗地网,确保中微子无论在哪个角落留下一丝微光,都绝对不会被错过。
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这些“眼睛”还身怀绝技,它们能将探测到的微弱光信号,瞬间放大一千万倍,再转换成我们能分析的电信号,这简直就是从“无”中生“有”的关键一步。
所以你看,整个被誉为“大国重器”的探测器,就是这样一个用海量的物质、顶尖的科技堆砌起来的庞然大物。
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它的唯一功能,却是为了感知一种几乎可以被视作“非物质”的存在,这背后是人类在观测极限上,“以有形搏无形”的智慧与决心。
如此巨大的投入,究竟为了什么?
这就引出了江门中微子实验最核心的悖论:用最“实在”的投入,去追寻最“虚无”的真理。
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这个项目的首席科学家王贻芳,最初提出这个设想时,面对的是来自国内外的重种反对和冷嘲热讽。
他曾在欧洲和麻省理工学院这些世界顶级机构工作,深知基础科学研究的漫长与艰难,一个项目耗时十年、二十年都是家常便饭。
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最现实的挑战,是核心部件20英寸光电倍增管的技术,曾被一家日本公司牢牢垄断,国外的舆论普遍认为,中国造不出同等性能的产品。
面对技术封锁,王贻芳带领团队硬是花了11年时间,从零开始不仅成功研发出国产的光电倍增管,性能还超越了国外产品,成本更是降低到原来的四分之一。
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这是一个由中国主导,但汇集了全球智慧的项目,有来自17个国家的超过700名科学家共同参与。
它所对抗的“外国人的冷嘲热讽”、所攻克的“地下涌水”、所投入的“真金白银”,每一样都是极其现实的挑战。
然而这一切脚踏实地的努力,最终指向的,却是关于宇宙起源的哲学式追问。
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科学家们想通过它,揭开一个宇宙级的谜题:为什么宇宙大爆炸后,我们熟悉的正物质留了下来,而反物质却神秘地消失了?
中微子可能就掌握着揭开这个谜团的钥匙,他们还想确定中微子的质量顺序,为粒子物理学的标准模型补上关键的一块拼图。
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当然这项研究未来或许有实际应用,比如利用中微子强大的穿透性,给地球做个CT,或者进行深海通信,但这些都不是项目的核心驱动力。
对于科学家来说,真正的价值在于,哪怕只是一个微小的进展,也可能成为人类认识世界的一次巨大飞跃。
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结语
用“捉鬼”这种好玩的说法聊科学,是让更多人愿意凑近看一眼,还是会让人误会科学真的在研究鬼神?
那么大家平时看到这种“科学梗”,是觉得有趣又长知识,还是会有点分不清真假呢?可以把自己的想法打在评论区互相讨论。
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参考资料:
浙江日报《欲擒“幽灵粒子”,这只“眼”是关键》
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