来源:环球时报

《秘鲁商报》10月11日文章,原题:秘鲁等多国科学家将把峡谷改造成一座巨大的中微子观测站

就在你阅读这篇文章的时候,数百万的中微子正穿过你的皮肤、建筑的墙壁,以及你所在的房间。它们是极其微小的基本粒子,难以被感知,也很难被探测。中微子质量极小,不带电荷,既可以穿透原子,也能够穿透整颗行星。它们来自太阳、遥远的星系,或是黑洞这类高能天体物理事件。人们认为,中微子在宇宙大爆炸之初就已经存在。

捕捉中微子是粒子物理学最重要的目标之一。在此背景下,坦博项目正式启动。该项目由哈佛大学牵头,20多个国际机构参与,其中包括7所秘鲁大学。

秘鲁太平洋大学负责该项目的物理学家萨内利·卡瓦哈尔表示,项目计划在阿雷基帕的科尔卡峡谷建造一座观测站。这一区域的地理条件,为探测中微子提供了独一无二的优势。这些海拔超过4000米的山体,拥有巨大纵深。在对比全球多处候选地点后,科尔卡峡谷被认定是观测中微子的理想区域。这名研究者介绍,中微子在星际传播途中,会自发改变形态,转变为电子中微子、μ子中微子或τ子中微子,这一过程被称为中微子振荡。“这是一个非常有趣的现象,我们至今没有完全理解它。”卡瓦哈尔说道。

项目重点研究来自地球之外超高能事件产生的τ子中微子。这些τ子中微子飞行数百万光年,科尔卡峡谷壮丽的地理条件在此发挥作用。峡谷呈V字形,一侧山坡在左,另一侧山坡在右。科学家会在其中一侧山坡布设探测器,等待τ子中微子撞击另一侧山体里的原子,产生粒子簇射。这样,研究者就能够观测这一现象。这便是一座天然观测站。探测器由塑料闪烁体制成,经过优化,能够对中微子引发的粒子簇射产生反应,单个探测器长度在1至2米之间。这位科学家表示:“我们不会对山体进行施工改造。这片山地的地理形态本身,已经成为坦博项目科研基础设施的一部分。”

坦博项目目前处于第一阶段,它的目标不只是物理研究。项目第二阶段,将致力于吸纳科尔卡峡谷社区参与,推动社区协作与发展。因此,人类学家、社会学家与经济学家也将参与到项目实施当中。这位科学家说:“我们希望利用安第斯山脉的地理条件降低成本,但我们希望让当地社区参与进来,这也是全世界所有中微子观测项目的理念。”

例如南极冰立方项目,在威斯康星大学开展相关活动;日本超级神冈探测器,每年举办夏季活动。在科尔卡峡谷项目中,科研团队计划和当地社区协商在山体上布设传感器的位置,同时正在制定策略,在该地区发展科学旅游。

多国科学家预计明年启动观测站的建设工作,计划在2028年捕捉到第一批粒子簇射信号。专家解释称,理解τ子中微子,可以帮助人类回答有关物质起源以及宇宙诞生最初瞬间的那些问题。这些答案或许都会出自秘鲁最具标志性、最深邃的峡谷之中。(作者豪尔赫·帕雷德斯·劳斯,李迅典译)