日本在地下1000米深处,储存了5万吨超纯水,20多年来目的何在?( 三 )


日本在地下1000米深处,储存了5万吨超纯水,20多年来目的何在?
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Tips:中微子振荡Neutrinooscillation , 是一个量子力学现象 , 是指中微子在生成时所伴随的轻子(包括电子、渺子、τ子)味可在之后转化成不同的味 , 而被测量出改变 。
现代科学研究告诉我们 , 中微子的种类上限为3 , 即有3种中微子 。 除了上述发现的电子型中微子之外 , 还有μ型中微子(1962年发现)和τ型中微子(1975年发现) , 每一种中微子都有相同的反中微子 。
中微子的作用
一、获得恒星内部的消息
因为中微子是质量极小的不带电的基本粒子 。 它广泛存在于宇宙的每一个角落 , 平均每立方厘米就有300个左右 , 比其他所有的粒子多出数十亿倍 , 对整个宇宙有着举足轻重的地位 。
而且因为它几乎不与一般的物质产生相互作用 , 在恒星内部的中微子可以不受拘束地跑出恒星表面 , 因此只要探测到这些来自于恒星内部的中微子可以获得有关其内部的信息 。 得到太阳、超新星乃至整个宇宙内部的演化过程和内部结构的规律 。
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Tips:“大爆炸宇宙论”TheBigBangTheory , 是现代宇宙学中最有影响的一种学说 。 它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史 。
二、地质学
此外 , 由于中微子与物质相互作用的截面会随着中微子能量的提升能增大 , 利用高能加速器对中微子进行加速 , 产生的定向照射地层 , 与地层物质性互作用相互作用会产生内局部震动 , 能够实现对深层地质的扫描和勘探 。
而且地球内部的放射性元素衰变也会产生中微子 , 捕捉这些中微子就可以得到地球内部结构的精确数据和演进规律 , 让埋在地球深处的奥秘一览无遗 。
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Tips:地质学geology , 是研究地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系 , 主要研究对象为地球的固体硬壳---地壳或岩石圈 。
三、核反应过程的诊断
也许中微子最明显的应用就是在核反应堆中 。 这一领域正在积极发展 , 并基于这些粒子正在创建各种传感器 , 从而能够实时监测核电站反应堆的功率 , 并了解其燃料的复合成分 。
四、军事领域
1、中微子雷达
因为核反应会产生大量的中微子 , 中微子可以轻易地穿透各种障碍物 。 所以通过中微子信号的探测可以发展出中微子雷达 , 实现对深海核潜艇和地下核设施的精准定位 。
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Tips:雷达Radar , 源于radiodetectionandranging的缩写 , 意思为''无线电探测和测距'' , 即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置 。
2、中微子武器
主要用于销毁敌人的核武器库 。 利用加速产生的中微子束定向照射核材料 , 可以将核材料点燃和销毁 。
3、中微子天文学
通过中微子可以任意穿行恒星内外之间 , 通过研究这些中微子 , 可以发现甚至非常遥远天体的属性 。 因为任何恒星 , 其本质上都有一个热核反应堆 , 它们都会发射出大量的中微子 。 在研究过程中 , 科学家发现 , 随着恒星年龄的增长 , 它形成的粒子的数量在逐渐减少 。 在“临终时刻” , 恒星会失去高达90%的中微子 , 这就是为什么中微子开始冷却的原因 。
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Tips:天文学Astronomy , 是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科 。 内容包括天体的构造、性质和运行规律等 。
4、通讯方式
在这一领域 , 中微子还没有被真正使用 , 因为这些技术只停留在理论上 。 从1970年起美国就有科学家开始研究以中微子为载体的通信技术 , 因为中微子可以无障碍地任意穿行在事物内部 , 所以这就极大地促进数据在任何地方的传输 , 到地球的任何地方 , 甚至到达地表深处 , 认为中微子可以胜任全球点对点无线直连以及地面和深海之间电磁波难以完成的通信任务 。 而且这种通信技术还不会对人体造成辐射伤害 , 可以说是一种清洁、高效的电子通信方式 。
结语
人类的科技在不断的进步 , 从预言中微子到发现 , 最终证实中微子的存在 , 科学界花了一个世纪的时间 , 但目前我们对于中微子还知之甚少 。
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