無(wú)線(xiàn)電波檢測(cè)塑料塊中的粒子陣雨
當(dāng)中微子沖入構(gòu)成南極州IceCube中微子天文臺(tái)的探測(cè)器的數(shù)十億噸冰中的水分子中時(shí),有5,000多個(gè)傳感器探測(cè)到碰撞產(chǎn)生的亞原子粒子的光。但是,正如人們可能期望的那樣,這些大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)并不便宜。
在《Physical Review Letters》最近接受的一篇論文中,在能源部SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室工作的一個(gè)國(guó)際物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)展示了一種廉價(jià)的方法來(lái)擴(kuò)展IceCube的中微子搜索。
研究人員將電子束從SLAC的直線(xiàn)加速器相干光源(LCLS)轉(zhuǎn)移到一大塊塑料中,以模仿中微子與冰的碰撞。當(dāng)中微子與冰相互作用時(shí),它會(huì)產(chǎn)生一連串的高能粒子,在它們的尾流中留下電離的痕跡。塑料中的電子碰撞也是如此。
為了檢測(cè)這些電離蹤跡,研究小組使用天線(xiàn)將無(wú)線(xiàn)電波反彈。這產(chǎn)生了雷達(dá)回波,這些回波被其他天線(xiàn)捕獲。這是研究人員第一次能夠檢測(cè)到來(lái)自粒子級(jí)聯(lián)的雷達(dá)回波。
這些回波攜帶有關(guān)能量范圍內(nèi)中微子的信息,該信息可以彌補(bǔ)IceCube檢測(cè)到的低能量中微子與其他基于冰和氣球的探測(cè)器檢測(cè)到的高能量中微子之間的差距。為了跟進(jìn),研究人員希望使用類(lèi)似的裝置來(lái)檢測(cè)南極冰中具有無(wú)線(xiàn)電回波的中微子。如果成功的話(huà),該技術(shù)最終將使研究人員能夠擴(kuò)大IceCube的能源覆蓋范圍,而不會(huì)造成資金損失。
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