中微子作为宇宙中最丰富的粒子，每秒便有上万亿个穿过人体，却因质量极小、不带电荷的特性极难被探测。近日，世界首个太空中微子探测器顺利升空，有望打破这一困境，为人类窥探太阳核心的核聚变奥秘提供全新视角。
带有两个翼状太阳能板的立方体航天器示意图。
该探测器于5月3日搭载SpaceX公司CAS500-2拼车任务进入轨道，其核心部件由镓和钨晶体制成，嵌入一台3U立方体卫星（约30厘米×10厘米）中，将在500公里高空环绕地球运行约两年。这一名为SNAPPY（太阳能中微子天体粒子物理缩写）的项目，由威奇托州立大学物理与数学教授尼古拉斯·索洛米构想，核心目标是验证太空环境中中微子探测技术的可行性，为未来探日任务搭载中微子探测器奠定基础。
“地球上的中微子极其稀少，需庞大探测器才能捕捉，而靠近太阳的中微子数量是地球的上千倍。”索洛米表示，太空中1公斤重的探测器，效果相当于地球上1000公斤重的设备，这也是项目选择太空探测的关键原因。与地球常用的氩基探测器相比，此次搭载的镓基探测器灵敏度更高，甚至有望捕捉到避开地球探测器的低能量中微子。
中微子产生于自然核衰变、核裂变及恒星核聚变过程，其几乎不与物质相互作用的特性，使其能从太阳核心瞬间逃逸，而太阳核心的物质抵达表面则需约10万年。这一特性让中微子成为窥探太阳核心的“最佳信使”——人类现有仪器无法触及太阳深处，而中微子能携带核心聚变过程的直接信息。
南极洲的冰立方中微子观测站。
此前，地球探测中微子需将庞大设备深埋地下，如中国江门中微子观测站深埋700米，南极冰立方中微子观测站则位于冰盖下1450至2450米处，以此避开其他宇宙粒子干扰。而SNAPPY探测器的升空，标志着中微子探测进入太空时代，若实验成功，NASA或考虑在未来探日任务中搭载同类设备。
索洛米介绍，成功后团队可大量探测太阳中微子相互作用，提高位置分辨率以获取太阳核心聚变壳层图像，还能研究中微子从太阳射出后的传播轨迹，解锁太阳核心不同层面的聚变过程。“这就像将显微镜伸入太阳核心，”他表示，通过分析太阳中微子通量，人类将首次清晰窥探恒星核心深处的生命聚变奥秘。
SNAPPY中微子探测器在轨道上的示意图。
目前，SNAPPY探测器正在轨道上开展测试，其探测成果或将改写人类对太阳核心的认知，为粒子物理和天体物理研究开辟全新领域。
热门跟贴