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“使用的中微子,可以在地球上任意兩點之間進行通信,無需使用衛星或電纜,”北卡羅來納州立大學電氣和計算機工程教授丹 斯坦齊爾(Dan Stancil)說,他是論文的主要作者,論文介紹了這項研究?!爸形⒆油ㄐ畔到y的復雜性遠遠超過今天的系統,但具有重要的戰略用途。”
9 c9 U a% v5 z+ n. x5 c& v 許多人理論上認為,可以用中微子進行通信,這是因為一個特別有價值的屬性,就是它們幾乎可以穿透所碰到的任何物質。例如,如果這項技術用于潛艇,那么它們就可以穿過長距離水域,清晰地進行通信,如果采用目前的技術,雖然不是不可能,但也是很難的。如果我們想進行通信的某些東西在外層空間,就是在遙遠的月亮或行星的外側,我們的信息就可以直接穿過,不受阻礙。 ( a" o$ d- V: Q) j7 U
“當然,我們目前的技術需要大量的高科技設備,才能使用中微子進行信息通信,所以,現在這是不實際的,”羅切斯特大學物理學教授凱文 麥克法蘭(Kevin McFarland)說,他也參與這項實驗。“但是,因為有朝一日要使中微子通信進入實際應用,因此,第一步就是用今天的技術進行示范?!?
3 w. l/ M7 M) r! W4 c( X 這組科學家表明,可能在費米國家加速器實驗室(Fermilab:Fermi National Accelerator Lab)進行他們的測試,這個實驗室就在芝加哥(Chicago)外。這個研究小組已把他們的發現提交給雜志《現代物理快報A》(Modern Physics Letters A)。.
! n, k i8 z: F 在費米實驗室,研究人員可以使用兩個重要設備。一是世界上最強大的粒子加速器,它可以創造高強度中微子束,這需要加速質子,使穿過2.5英里的環形軌道,然后與碳目標碰撞。二是多噸級探測器,名為米涅瓦探測器(MINERVA),安裝在地下100米深的洞中。 8 v; U3 q" \# B7 U% a! K
事實上,這樣重大的設備是必要的,因為要使用中微子進行通信,這意味著,需要做許多工作,之后,這項技術才可納入現成可用的形式。 $ ] o5 O- w4 v
通信測試在兩小時內完成,加速器以一半的最高強度運行,這是因為計劃的停機時間很快就到了。在進行通信測試的同時,也收集了米涅瓦探測器的互動數據。
0 L. [2 G0 o; K# R 今天,大多數通信的進行都是要發送和接收電磁波。這是我們的收音機、手機、電視的運行方式。但是,電磁波不容易穿過大部分類型的物質。它們會受阻于水和山,以及許多其他的液體和固體。相反,中微子通??梢源┩刚麄€行星,不會受到干擾。因為它們帶中性電荷,而且幾乎不存在質量,因此,中微子不受磁場吸引,也不會受到重力的顯著影響,所以,它們的運動幾乎沒有障礙。 * { U1 O" y& H8 i
在科學家們使用中微子發送時,這個信息被轉換成二進制代碼。換句話說,“中微子”這個詞,呈現為相應的一組1和0,其中,1對應于一組被激活的中微子,而0對應于沒有激活的中微子。很多組中微子被激活,因為它們非常捉摸不定,甚至采用多噸級探測器,也只有約一百億分之一的中微子可以被檢測到。檢測出中微子以后,另一端的電腦會把這種二進制代碼翻譯回英語,這樣,“中微子”一詞就被成功接收。 , ^5 u/ e% ~! A7 x% P
“中微子是一種驚人的工具,有助于了解原子核和宇宙的運作,”密涅瓦探測器項目經理德博拉 哈里斯(Deborah Harris)說,“但中微子通信還有很長的路要走,之后,才可以有效使用?!?
0 W# A3 l! f$ S4 o' @1 L: Z 密涅瓦探測器是核和粒子物理學家的一項國際合作,這些物理學家來自21個機構,他們研究中微子的屬性,使用費米國家加速器實驗室的探測器,位于芝加哥附近。這屬世界首次,他們進行中微子實驗,使用高強度光束,研究與中微子反應的五種不同靶材料的原子核,創造了第一種并排比較的交互作用。這有助于完成中微子圖片,使數據獲得更清楚的解釋,用于當前和未來的實驗。
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