山东
IT之家 5 月 13 日消息，全球首个天基中微子探测器于上周发射升空，用于研究不断轰击地球、难以捕捉的中微子粒子。此次任务将对相关技术开展验证，未来有望助力科研人员揭开太阳内部深处发生的隐秘过程之谜。
据IT之家了解，这款探测器由镓晶体和钨晶体制成，搭载在一颗 3U 立方体卫星（尺寸约长 30 厘米、宽 10 厘米）。该卫星将在距地面 500 公里的轨道上运行约两年时间。这台小型探测设备于 5 月 3 日搭乘 SpaceX 的 CAS500-2 拼车发射任务进入预定轨道。
该项目名为 SNAPPY（全称太阳中微子天体粒子物理探测项目），由威奇托州立大学物理与数学系教授尼古拉斯 · 索洛梅伊牵头构思。项目旨在为未来一项太阳近邻中微子探测任务验证核心技术。索洛梅伊在接受 Space.com 采访时表示：“在地球上能探测到的中微子十分稀少，因此地面探测需要建造体量极其庞大的探测器。但在太阳附近，中微子数量是地球的上千倍甚至更多。这意味着，我们向太空发射一台 1 千克级、部署在太阳附近的探测器，探测效能就能等同于地球上一台 1000 千克级的大型探测器。”
中微子几乎没有质量，产生于自然界的核衰变、核反应堆等核裂变反应，以及恒星内部的核聚变过程。据美国能源部数据显示，中微子是宇宙中数量最丰富的粒子，每秒有数万亿个中微子穿过人体，但这类粒子却极难被探测捕捉。
中微子难以探测的特性，源于其近乎为零的质量以及不带电荷的属性。在地球上，想要捕捉中微子踪迹，通常需要将巨型探测器深埋地下。中微子与物质发生相互作用的概率极低，这一特性由主导放射性衰变过程的弱核力决定。
当中微子与原子核发生相互作用时，会转化为电子，同时生成 μ 子、τ 子等更奇异的粒子。为确保探测器捕捉到的 μ 子和电子确实源自中微子反应，探测设备必须安置在地下深处，隔绝其他宇宙粒子的干扰。全球最大的中微子探测器 —— 中国江门中微子实验室，深埋于地下 700 米处；而位于南极的冰立方中微子天文台，埋设在冰盖下 1450 米至 2450 米的更深处。
自大爆炸以来，宇宙中就遍布着穿梭于星际空间的中微子。其中大量中微子源自太阳内部，还有一部分来自遥远的超新星爆发 —— 恒星核心燃料耗尽后发生的终极爆炸，将中微子抛向宇宙空间，最终抵达地球。
太阳附近超高浓度的中微子，正是索洛梅伊团队的研究重点。目前正在轨道开展测试的 SNAPPY 探测器，核心目标十分明确：验证太空环境下中微子探测技术的可行性。这颗立方体卫星搭载的镓基探测器，相较于地面主流使用的氩基探测器，对中微子撞击的敏感度更高。
索洛梅伊希望，若本次试验取得成功，有望推动美国国家航空航天局（NASA）在未来太阳探测任务中部署中微子探测器。
索洛梅伊解释道：“我们不仅可以大规模探测太阳中微子的相互作用过程，还能提升定位分辨率，勾勒出太阳核心外围聚变圈层的结构影像。同时能够开展粒子物理研究，追踪太阳中微子从太阳内部向外逃逸、奔赴深空乃至抵达地球的传播规律。”
凭借镓基探测器超高的灵敏度，索洛梅伊认为研究团队甚至有望捕捉到那些能量更低、无法被地面探测器发现的中微子。
根据生成方式的不同，中微子分为多种“味态”。索洛梅伊表示，通过大规模分析太阳释放的中微子通量，科研人员有望打开一扇独特的观测窗口，探秘太阳核心深处维系恒星生命的核聚变过程 —— 这一区域远超人类现有科学仪器的探测范围。
索洛梅伊称，由于中微子几乎不与物质发生相互作用，它们在太阳内部深处生成后，短短数秒就能逃逸至太阳外部。反观太阳内部的普通物质，从太阳核心向外扩散 70 万公里抵达太阳表面，科学家预估需要约 10 万年时间。
“这就好比把一台显微镜直接放进了太阳核心。”索洛梅伊说道，“太阳核心外围不同圈层会发生不同类型的聚变反应，我们可以通过观测不同种类的中微子，解析并研究太阳聚变核心的内部结构。”
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