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科學(xué)家首次讓中微子穿過厚石傳遞信息

發(fā)布時(shí)間:2012-03-21 作者: 來源: 瀏覽:345562

      科學(xué)家利用中微子通信的設(shè)想已提出數(shù)載,但如何方便地發(fā)射和探測(cè)中微子,把信息有效地調(diào)制給中微子并解調(diào)出來,一直是有待解決的難題。據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)3月14日?qǐng)?bào)道,科學(xué)家首次成功采用幾乎無質(zhì)量的一束中微子,以接近光的速度穿過240米厚的石頭傳遞信息。這個(gè)團(tuán)隊(duì)已將相關(guān)研究論文提交給《現(xiàn)代物理學(xué)雜志》。

      該論文的第一作者、美國(guó)北卡州立大學(xué)電氣和計(jì)算機(jī)工程教授丹描述這項(xiàng)研究說:“不使用衛(wèi)星或電纜,人們通過使用中微子可在地球上任意兩點(diǎn)間交流。中微子的通信系統(tǒng)會(huì)比現(xiàn)在的通訊系統(tǒng)更復(fù)雜,其在未來將有重要的戰(zhàn)略用途。”

      大多數(shù)通信是通過發(fā)送和接收電磁波完成,但電磁波不能夠輕易通過很多種物質(zhì),會(huì)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(zhì)量極小、又不帶電的中性基本微粒,它能以近乎光速進(jìn)行直線傳播,并極易穿透鋼鐵、海水,而本身能量損失很少,因此是一種十分誘人的理想信息載體。

      研究人員在費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室使用了兩個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。第一個(gè)是世界上最強(qiáng)大的粒子加速器,通過讓質(zhì)子沿著2.5英里周長(zhǎng)的軌道加速,然后用碳靶碰撞它們而打出高強(qiáng)度的中微子束。第二個(gè)是位于地下100米洞穴中被稱作MINERvA的重達(dá)幾噸重的探測(cè)器。由于在探測(cè)時(shí),中微子不容易被探測(cè)到,所以用這種探測(cè)器來探尋,會(huì)從大約上百億個(gè)微粒中探測(cè)到一個(gè)。

      通信測(cè)試進(jìn)行了兩個(gè)小時(shí),期間加速器正加速到其充分強(qiáng)度的一半時(shí),MINERvA探測(cè)器在同期采集到了通信測(cè)試的交互數(shù)據(jù)。具體操作是,在一端,科學(xué)家使用中微子發(fā)送的信息被轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制代碼,換言之,把單詞“中微子”描繪成一系列的“1”和“0”;在另一端,用MINERvA探測(cè)器探測(cè)到中微子,計(jì)算機(jī)把其傳過來的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成英語,于是“中微子”這個(gè)詞被成功接收。

      參與這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的美國(guó)羅徹斯特大學(xué)物理教授弗蘭德說:“顯然,我們目前使用中微子傳遞信息的技術(shù)還需要大量的高科技設(shè)備,這在現(xiàn)今是不實(shí)用的。但這一步是促使現(xiàn)今技術(shù)朝向未來實(shí)際應(yīng)用中微子通信的一個(gè)示范演示?!?/P>

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