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无线电波检测塑料块中的粒子阵雨

2020-02-26 09:47:18 • 来源：

当中微子冲入构成南极州IceCube中微子天文台的探测器的数十亿吨冰中的水分子中时，有5,000多个传感器探测到碰撞产生的亚原子粒子的光。但是，正如人们可能期望的那样，这些大规模的实验并不便宜。

在《Physical Review Letters》最近接受的一篇论文中，在能源部SLAC国家加速器实验室工作的一个国际物理学家团队展示了一种廉价的方法来扩展IceCube的中微子搜索。

研究人员将电子束从SLAC的直线加速器相干光源(LCLS)转移到一大块塑料中，以模仿中微子与冰的碰撞。当中微子与冰相互作用时，它会产生一连串的高能粒子，在它们的尾流中留下电离的痕迹。塑料中的电子碰撞也是如此。

为了检测这些电离踪迹，研究小组使用天线将无线电波反弹。这产生了雷达回波，这些回波被其他天线捕获。这是研究人员第一次能够检测到来自粒子级联的雷达回波。

这些回波携带有关能量范围内中微子的信息，该信息可以弥补IceCube检测到的低能量中微子与其他基于冰和气球的探测器检测到的高能量中微子之间的差距。为了跟进，研究人员希望使用类似的装置来检测南极冰中具有无线电回波的中微子。如果成功的话，该技术最终将使研究人员能够扩大IceCube的能源覆盖范围，而不会造成资金损失。

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