中微子：“隐”得科学狂

计算精度，从而提高非增殖探测器的监测能力。
    中微子“隐”得有一套
    中微子一身“武功绝学”，无论是“穿墙术”“缩骨功”，还是“凌波微步”，它绝对是集大成者。但这位大侠却是“出淤不染”，跟一般物质都不打交道，极难让其露面。那大侠要怎样才肯现身呢？
    第一，要选择中微子流量巨大的地方实验。要想进行高精度测量，必须在探测器中捕捉到足够多的中微子，但中微子极难探测，即使用几百甚至几万吨的探测器，也只能捕捉到极少数中微子。中微子流量越大，仪器探测到的中微子自然也越多，实验精度就越高。核电站是一个很好的选择。例如，大亚湾4个核反应堆每秒释放2.3×1021个中微子。这些中微子各向同性地飞离反应堆。距反应堆约2000米处有效质量为80吨的中微子探测器，每天能探测到约400个中微子。
    第二，中微子实验必须干净地排除宇宙线带来的干扰。自然界的宇宙线量多，且会在中微子探测器中形成假信号。连绵不断的山丘可以屏蔽大量宇宙线。地表的宇宙线流强约为200Hz/m2。在大亚湾最深的远点实验厅（350米深），宇宙线经过山的屏蔽，降为0.04Hz/m2，降低了5000倍。再通过高效率的宇宙线探测器主动地排除本底，大亚湾实验只有1%的宇宙线进入中微子探测器。如果没有山屏蔽和宇宙线探测器，宇宙线将比现在多10万倍。
    看来，不得不承认，中微子“隐”得有一套，想一探其真面目，真是难于上青天。
    中微子的“中国缘”
    2003年，国际上准备测量中微子的一个重要参数θ13（西塔一三）。中科院高能所利用大亚湾核电站优越的地理环境，提出的实验方案可以达到世界上的最高精度，在8个方案中脱颖而出。2005年4月，以“中微子振荡与反应堆中微子实验”为主题的第250次香山科学会议上，来自大陆、香港和美国的高等院校与研究院所的36名相关物理学家就“我国应该发展中微子物理”达成共识，认为“反应堆中微子实验是中国发展中微子物理的独特机遇”。曹俊说，在未来相当长的一段时间内，中微子将仍是粒子物理的前沿热点之一，有可能会产生几个诺贝尔奖。
    ■中微子科幻
    专家还向记者介绍了下面两则有趣的中微子科幻——
    科幻一：中微子通信无界
    中微子具有极强的“隐身”本领。它无声无息，几乎可以不留痕迹地穿透所有的物质，也几乎不和任何物质发生反应，不被任何物质吸收或偏转，可以从产生地以光速沿着直线飞出去，并且也能和地球相遇。无论是白天或是黑夜，它们都可以毫无阻挡地穿过地球。
    中微子这种本领可以用来作通信用途，使信息可以直穿地球甚至穿越宇宙实现星际通信。由于地球是球面，加上表面建筑物、地形的遮挡，现在我们移动通信方式需要通过通信卫星和地面站传递信号，使电磁波远距离传输成功。但中微子可以让通信无界限，直接穿透地球或者宇宙，将自身携带的信息传输到接收端。中微子在穿过地球时损耗很小，用高能加速器产生10亿电子伏特的中微子穿过地球时只衰减1‰，因此从南美洲可以使用中微子束穿过地球直接传至北京。将中微子束加以调制，就可以使其包含有用信息，在地球上任意两点进行通信联系。中微子通信还具有保密性好的特点。由于中微子难于捕捉，信号损失少且不易被改变，可以实现通信保密、安全、有效。
    科幻二：中微子让我们看“地心”
    中微子还有可能用于地球断层扫描，进入我们无法触及的地球深部。加利福尼亚处在断层线上，在给加利福尼亚带来100年一次的地震，每次地震摧毁约250亿美元的财富。然而断层所形成的山脉，使得这一地区上空的太平洋的暖流和陆地气流的交汇，形成了充沛的雨量，成为美国最富饶的农业区。这个事例让我们对地球断层带进行扫描与研究的意义窥见一斑。断层带还有可能发现石油、稀有矿物等珍贵矿产资源。对地球断层进行扫描，可以让人类对地球的构造、资源勘探有更深的认识与了解，同时让地震预报成为现实。中微子自备的“穿墙术”让我们不禁遐想，中微子可不可以用来扫描地球断层？

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