河北
地球最奇特的特征之一，就像一个巨大的隐形甜甜圈，环绕着我们的世界。
范艾伦辐射带是被地球磁场这张网捕获的高能带电粒子群，其中许多粒子被加速到接近光速。
通常情况下，这些高速粒子被视为太空危害，卫星工程师和载人探索任务都需要提前考虑这个问题。
但麻省理工学院的核物理学家阿雷格·达纳古利安认为，它们可能成为一个意想不到的盟友，帮助探测藏在地球轨道上的核武器。
“我开始研究外太空辐射环境的文献，发现大量被捕获的质子，这在许多早先的研究中都有报道，”达纳古利安告诉ScienceAlert。
“就在那一刻我豁然开朗：质子和铀的散裂反应。”
达纳古利安在《自然》杂志上发表的一篇论文中阐述了这一构想。
上世纪中叶的核试验热潮是一个奇特的时期——在许多方面极具破坏性，但也让人们了解到了大量信息。
高空核试验揭示了太空核爆炸的毁灭性有多大，它能损坏卫星，并使近地空间充满辐射。
1967年，世界大国签署了《外层空间条约》，一致同意不在太空部署核武器。
到目前为止，一切听起来还挺让人安心的——除了一个小问题。
但目前我们并没有切实可行的办法来核实大家是不是都遵守了条约……而如果没有办法核实遵守情况，就连国际条约也开始变得像君子协定了。
2024年，有几件事凑到了一起，让达纳古利安豁然开朗。他有个学生正在研究一种叫“中子散裂”的过程，就是高能粒子把中子从原子核里撞出来。
与此同时，同事们正在讨论俄罗斯一颗携带核装置的卫星带来的威胁。
这两个概念在达纳古利安脑子里一碰撞，就冒出了一个简单的想法。
范艾伦辐射带一直在用高能质子轰击卫星。为什么不利用这种天然的粒子束来搜寻隐藏的铀呢？
“当携带热核武器的卫星穿过环绕地球的内范艾伦辐射带时，该辐射带中的质子会从铀核中击出许多中子，”他解释道。
“通过设计一种非常特殊类型的中子探测器，人们可以探测到这些中子——这就是卫星上存在异常数量铀的明确信号。”
达纳古利安的工作是一项可行性研究，这意味着它并未展示一个可运行的系统。相反，它说明物理原理是站得住脚的，并且所需的技术已经存在。
“在这个项目中……保密程度是百分之百的。”——核物理学家阿雷格·达纳古利安
例如，中子散裂在粒子加速器中经常被用来产生中子束，供科学家研究材料结构。
然而，在太空中进行这项工作，就会带来一系列额外的工程挑战。
实际上，在轨道上探测中子远比听起来难得多。探测器需要从海量其他粒子中把它们分辨出来，并确定它们是来自目标卫星，而不是来自地球。
它还必须在恰到好处的时间、飞在恰到好处的轨道上。
“这些你都得做对，”达纳古利安说。“这是核物理、空间天气和轨道力学的结合。”
工程技术只是一部分难题。另一个问题是找到愿意公开讨论这个问题的人。
“我对现有体制对这个话题的保密程度感到惊讶，”达纳古利安说。
“我的团队在麻省理工学院的工作是应该公开的。即便如此，我们也做过军备控制、弹头核查和防扩散等敏感课题。不过，从事机密研究的同事还是能跟我们分享一些信息。
“然而，在这个项目中，完全是保密的。”
尽管有这些工程上的难题，达纳古利安仍乐观地认为这一构想能够成为现实。他的团队已经在着手改进这一方案，他希望其他科学家和工程师能帮助把这项可行性研究变成一套真正能用的系统。
最终，达纳古利安希望航天大国能部署核查卫星，无论是通过合作核查还是独立监测，都能核查各国是否遵守了《外层空间条约》。
“从工程角度看，建一套完整的系统将耗资巨大且相当复杂。但我们认为这是可以做到的，”他说。
“这话听起来可能有点不自量力；不过，我认为做这件事差不多与建成星链同样重要，因为要想实现外层空间的安全，这种核查方法是必不可少的。”
该研究已发表在《自然》杂志上。
本文的事实核查由雷切尔·加纳完成，编辑为彼得·多克里尔。虽然我们对自家的流程很自豪，但人非圣贤，孰能无过。如果您发现错误，请告诉我们。
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