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科學家首次讓(ràng)中微子穿過厚石傳(chuán)遞信息

發布時間:2012-03-21 作者: 來源: 瀏覽:345387

      科學家利用中微子(zǐ)通信的設(shè)想(xiǎng)已提出數載,但如何方便地發射和探測中微子,把信息有效地調(diào)製給中微子並解調(diào)出來,一直是有待解(jiě)決的(de)難題。據美國物理(lǐ)學家組織網3月14日報道,科學家首次成(chéng)功采用(yòng)幾乎(hū)無質量的一(yī)束中微子(zǐ),以接近(jìn)光的速度穿過240米厚(hòu)的石頭傳遞信息。這個團隊(duì)已將相關研究論文提(tí)交給《現(xiàn)代物理學雜誌》。

      該論(lùn)文的第一(yī)作者、美國(guó)北卡州立大學電氣和計算機工程教授丹描述這項研究說(shuō):“不使用衛星或電纜,人們通過使用(yòng)中微子可(kě)在地球上任意兩點間交流。中微子的通信係統會比現(xiàn)在(zài)的通訊係(xì)統更複雜,其在未來將有重要的(de)戰(zhàn)略用途。”

      大多數通信是通過發送和接收電(diàn)磁波完成,但電磁波不能夠輕易通過(guò)很(hěn)多種物質,會被水和山以及許多其他液體和固體阻擋住。中微子是一種質量極小、又不帶電的中性基本微粒,它(tā)能以近乎(hū)光速(sù)進行直線傳播,並極易穿透鋼鐵、海水,而本身能量損失很少,因此是一種十分(fèn)誘人的(de)理想信息載體。

      研究人員在(zài)費米國家加速器實驗室使用(yòng)了(le)兩個關鍵設備。第一個是世界上最強(qiáng)大的粒(lì)子加速器(qì),通過讓質子沿著2.5英裏(lǐ)周長(zhǎng)的軌(guǐ)道加速,然(rán)後用碳靶碰撞它(tā)們而打出高強度的中微(wēi)子(zǐ)束。第二個是位於地下100米洞穴(xué)中(zhōng)被稱(chēng)作MINERvA的重達幾噸重(chóng)的探測(cè)器。由於在探測時,中微子(zǐ)不容易被探測到,所以用這種探測器來(lái)探尋,會從大約(yuē)上百億個(gè)微(wēi)粒中探測到一個。

      通信測試進(jìn)行了兩個小時,期(qī)間加(jiā)速器正加速到其(qí)充分強度的一半(bàn)時,MINERvA探測器在同期采集到了(le)通(tōng)信測(cè)試的交互數據。具體操作是,在一端(duān),科學家使用中微子發送的信息被(bèi)轉化(huà)成(chéng)二進製代碼,換言之(zhī),把單詞“中微子”描繪成一係列的“1”和“0”;在另(lìng)一端,用MINERvA探測器探測到中微子,計(jì)算機把其傳過來的二進製代碼轉(zhuǎn)換成英語,於是“中微子”這個詞(cí)被成功接收。

      參與這項實驗的美國(guó)羅徹斯特大學物理教授弗蘭德說(shuō):“顯然,我們目前使用中微子傳遞信息的技術(shù)還需要大量的高(gāo)科技設備,這在現今是不實(shí)用的。但這一步是促使(shǐ)現今技術(shù)朝向未來實際應用中微子通信(xìn)的一個示範演示(shì)。”

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