“邪恶天才”中微子枪终于可以揭开宇宙中最微小的粒子

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中微子可能是人类已知的最低估的粒子。物理学家、聪明人和聪明的阿莱克·沃尔夫冈·保利在1930首次提出他们的存在作为一个失踪的难题-某些核反应比他们已经出来的更多。保利解释说，一些微小的、看不见的东西必须被卷入其中——因此，中微子，有点像意大利语中的“小中立者”，

，在最初的提议之后的几十年里，我们开始了解和爱——但还没有完全理解——那些小中立者。它们有一点质量，但我们不确定有多少。它们可以从一种中微子（称为“味道”，因为为什么不呢？）对另一个来说，但我们不确定是如何做到的。

每当物理学家们不理解某事时，他们都会非常兴奋，因为根据定义，谜底的答案必须在已知物理之外。因此，中微子质量和混合的奥秘可能会给我们找到宇宙大爆炸的最早时刻的线索。“KdSPE”“KDSPS”是一个小问题：小。中微子很小，几乎不与正常物质交谈。数万亿现在正穿过你的身体。你注意到了吗？不，你不知道。要真正深入研究中微子的性质，我们必须做大，三个新的中微子实验即将上线，让我们来处理事情。希望如此。[六个很酷的地下科学实验室]

让我们来探索一下：

你可能听说过翻拍经典科幻小说《沙丘》的兴奋之情，不是这样的。相反，这个沙丘代表“深地下中微子实验”，由两部分组成。第一部分将在伊利诺伊州的费米实验室，包括一个巨大的邪恶的天才式中微子枪，它将加速质子接近光速，将其粉碎成物体，并在商业终端每秒射出数万亿个中微子。

从那里开始，中微子将沿着直线行进（因为他们只知道这些如何做）直到他们击中第二部分，大约800英里（1300公里）外的南达科他州的桑福德地下研究设施。为什么在地下？因为中微子是沿着直线（同样，别无选择）行进的，但地球是弯曲的，所以探测器必须位于地表以下约1英里（1.6公里）处。这个探测器是大约40000吨（36000公吨）的液态氩。

即将成为超级Kamiokande的前身（“Hyper-K”如果你想在物理派对上保持冷静的话）是一个恰如其分的名字“Super Kamiokande”（“Super-K”出于同样的原因），位于日本希达附近。对于这两种仪器来说，这都是一个非常简单的设置：一个巨大的超纯水池，周围环绕着光电倍增管，它放大非常微弱的光信号。

在极为罕见的情况下每一次，中微子撞击水分子，导致电子或正电子（电子的反物质伙伴）更快地逃走比水里的光速还要快。这会产生一种叫做切伦科夫辐射的蓝光，这种蓝光被光电倍增管接收。研究闪光，了解中微子。

Super-K在1998年创造了超级历史，当时它根据对太阳核心深处产生的中微子的观察，提供了中微子飞行时改变味道的第一个确凿证据。这一发现使物理学家Takaaki Kajita获得了诺贝尔奖，Super-K则深情地拍了拍光电倍增管，

Hyper-K就像Super-K，但更大。它拥有2.64亿加仑（10亿升）的水容量，其收集量是Super-K的20倍，这意味着它可以在Super-K能够收集的同时潜在地收集到20倍数量的中微子。从2025年开始，Hyper-K将寻找宇宙中由自然、有机反应（如聚变和超新星）产生的中微子。谁知道呢？它可能也会获得诺贝尔奖。

我不太清楚物理学家为什么会选择它们的缩写词为了巨大的科学实验。在这种情况下，平谷是一只欧洲动画企鹅的名字，它经历了各种各样的不幸，并在南部大陆学到了重要的人生教训。它还代表着“精确冰立方下一代升级”（PINGU）。

这个缩写的冰立方部分是指世界上最大、最糟糕的中微子实验。该实验以南极为基地，由一系列深入极地冰原的探测器组成，这些探测器将利用冰层的晶莹剔透性来做与日本的Super-K和Hyper-K一样的事情：探测中微子在冰层中快速移动产生的切伦科夫辐射。这项实验几年前才真正开始，但运行它的科学家们已经迫不及待地想要升级。冰立方可能很大，但这并不意味着它是最好的。它有一个盲点：由于其巨大的体积（一整立方公里的冰），它很难看到低能中微子；它们只是没有产生足够的爆发性和冷气，无法被冰立方的探测器看到。

进入平谷：一堆额外的探测器，排列在冰立方的中心附近，专为捕捉撞击地球的低能中微子而设计。

当它（希望）上线时，平谷将加入世界各地的仪器和探测器大军，他们正试图捕捉尽可能多的这些几乎什么都没有的幽灵，并解开它们的秘密。

最初发表在《生命科学》杂志上。