“就像把显微镜放进太阳核心”:全球首个天基中微子探测器发射入轨
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。