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日本超級Kamiokande里面的水可以溶解金屬

2020-04-21 16:24:50 編輯: 來源:
導(dǎo)讀 在日本,Ikeno山下隱藏了1000米,這是一個看起來像超級惡棍夢想的地方。 超級Kamiokande(或“超級K”,有時被稱為)是一種中微子探測器。 中微子是亞原子粒子,它穿過空間,穿過固體物質(zhì),就像空氣一樣。 研究這些粒子有助于科學(xué)家探測垂死的恒星,并更多地了解宇宙。 《商業(yè)內(nèi)幕》(Business Insider)向三位科學(xué)家講述了巨型金屋是如何運作的——以及在里面進行實驗的危險。 N

在日本,Ikeno山下隱藏了1000米,這是一個看起來像超級惡棍夢想的地方。

超級Kamiokande(或“超級K”,有時被稱為)是一種中微子探測器。 中微子是亞原子粒子,它穿過空間,穿過固體物質(zhì),就像空氣一樣。


研究這些粒子有助于科學(xué)家探測垂死的恒星,并更多地了解宇宙。 《商業(yè)內(nèi)幕》(Business Insider)向三位科學(xué)家講述了巨型金屋是如何運作的——以及在里面進行實驗的危險。

Neutrinos很難被發(fā)現(xiàn),以至于Neil de GrasseTyson稱它們?yōu)椤坝钪嬷凶铍y以捉摸的獵物”。在這段視頻中,他解釋說,探測室被埋在地球深處,以阻止其他粒子進入。

“物質(zhì)對中微子沒有任何障礙,”他說。 “一個中微子可以穿過一百光年的鋼鐵,甚至不會減速。

但為什么要抓住他們?

倫敦帝國學(xué)院的Yoshi Uchida博士在接受《商業(yè)內(nèi)幕》采訪時說:“如果有超新星,一顆恒星會自行崩潰,變成黑洞。 “如果這種情況發(fā)生在我們的星系中,那么超級K這樣的東西就是少數(shù)能從星系中看到中微子的物體之一。

在恒星開始崩潰之前,它會發(fā)射出中微子,所以Super-K充當一種預(yù)警系統(tǒng),告訴我們什么時候應(yīng)該注意這些耀眼的宇宙事件。

Uchida博士說:“信封背面的計算表明,一顆超新星大約每30年爆炸一次,我們的探測器可以看到這樣的范圍。 “如果你錯過了一個,你平均要等幾十年才能看到下一個。

超級K不僅僅是捕捉到從太空墜落的中微子。

位于日本東京對面的T2K實驗發(fā)射了一個中微子光束,通過地球295公里,將在該國西側(cè)的超級K中拾取。

研究中微子通過物質(zhì)時變化(或“振蕩”)的方式可能會告訴我們更多關(guān)于宇宙起源的信息。

在2020年4月,超級Kamiokande在自然雜志的封面上出現(xiàn)了一個突破,使用探測器使研究人員更接近理解物質(zhì)和反物質(zhì)之間的關(guān)系。

“我們的大爆炸模型預(yù)測物質(zhì)和反物質(zhì)應(yīng)該是在相等的部分中產(chǎn)生的,”帝國學(xué)院的摩根·瓦斯科博士對商業(yè)內(nèi)幕表示,“但現(xiàn)在(大部分)反物質(zhì)已經(jīng)通過某種方式消失了。

研究人員在超級Kamiokande發(fā)射中微子和反中微子,以研究它們是如何振蕩的。 根據(jù)帝國的說法,研究人員的發(fā)現(xiàn)提供了“最有力的證據(jù)”,表明物質(zhì)和反物質(zhì)的行為不同,解釋了為什么兩者在宇宙之初不會立即消滅對方。

“這一結(jié)果使我們比以往任何時候都更接近于回答為什么我們宇宙中的物質(zhì)存在的根本問題。 帝國學(xué)院的物理學(xué)家帕特里克·鄧恩博士說:“如果得到證實——目前我們有95%以上的把握——這將對物理學(xué)產(chǎn)生深遠的影響,并將為更好地了解我們的宇宙是如何演化指明方向。

埋在地下1000米處的Super-Kamiokande和一棟15層的建筑一樣大..

巨大的水箱里裝滿了5萬噸超純水。 這是因為當中微子通過水時,中微子比光更快。 因此,當一個中微子通過水傳播時,“它將產(chǎn)生光,就像Concord用來產(chǎn)生聲震一樣,”Uchida博士說。

“如果一架飛機的速度比聲音的速度快,那么它就會產(chǎn)生聲音——一個巨大的沖擊波——以一種較慢的物體不會產(chǎn)生聲音的方式。 同樣,粒子通過水,如果速度超過水中光的速度,也會產(chǎn)生光波。

這個房間里有11,000個金色燈泡。 這些是非常敏感的光探測器,稱為照片倍增管(PMT),可以接收這些沖擊波。

現(xiàn)在,這是一個光電倍增管。 這是一個PMT的顯示模型,用于超級Kamiokande中微子天文臺#PMT#光倍增管#超級Kamiokande#中微子#物理#粒子物理#日本

金尼爾森(@physics.professor.nielsen)于2018年5月28日PDT上午7時08分分享的一篇文章

瓦斯科博士將它們描述為“燈泡的逆”。簡單地說,它們甚至可以檢測到少量的光,并將其轉(zhuǎn)換成電流,然后可以觀察到。

為了使來自這些沖擊波的光到達傳感器,水必須比你想象的更干凈。 超級K不斷過濾和再凈化它,甚至用紫外線爆炸它,以殺死任何細菌。

實際上讓人毛骨悚然。

烏奇達博士說:“超純水正在等待溶解物質(zhì)。 “純凈水是非常非常非常骯臟的東西。 它具有酸性和堿性的特點。

瓦斯科博士說:“如果你去泡這種超純超K水,你會得到相當多的剝落。 “你要不要。

當Super-K需要維護時,研究人員需要外出使用橡膠小艇來修復(fù)和更換傳感器。

謝菲爾德大學(xué)的馬修·馬立克博士和另外兩個人在他還是一名博士生的時候,正在從一艘小艇上做維修。

在一天的工作結(jié)束時,通常帶物理學(xué)家進出坦克的岡多拉被打破了,所以他和另外兩個人不得不坐在一起一段時間。 他們乘著自己的船踢了回去,吹著微風(fēng)。

“我沒有意識到,當我們躺在這些船上交談時,我的頭發(fā)有點,可能不超過三厘米,被浸在水里,”Malek告訴BusinessInsider。

當他們把水從超級K排出時,Malek不擔(dān)心污染它。 但當他第二天凌晨3點醒來時,他有一種可怕的意識。

他說:“我早上三點起床,頭皮發(fā)癢,這是我一生中最癢的一次。 “比小時候得水痘還癢。 太癢了,我睡不著。

他意識到水已經(jīng)把他頭發(fā)的營養(yǎng)成分從尖端排出,這種營養(yǎng)缺乏已經(jīng)達到了他的頭皮。 他很快跳入淋浴,花了半個小時大力調(diào)理頭發(fā)。

另一個故事來自Wascko博士,他聽說在2000年,當坦克完全排水時,研究人員在坦克底部發(fā)現(xiàn)了扳手的輪廓。 他說:“很明顯,1995年,有人在那里裝滿了扳手。 “當他們在2000年把它抽干時,扳手已經(jīng)溶解了。

超級Kamiokande可能是巨大的,但Wascko博士告訴商業(yè)內(nèi)幕,一個更大的中微子探測器,稱為“超級Kamiokande”已經(jīng)被提出。

他說:“我們正在努力讓這項超Kamiokande實驗獲得批準,這將在大約2026年開始運行。

超K將比超K大20倍,從純粹的體積來看,大約有99,000個光探測器,而不是11,000個。


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