中国的一个地下探测器将嗅出被称为中微子的神秘幽灵粒子

开平，中国（美联社）——在中国南部一座花岗岩山下，一个巨大的探测器即将完工，它将嗅出潜伏在我们周围的神秘幽灵粒子。

江门地下中微子天文台将很快开始一项艰巨的任务：发现质量小得令人难以置信的微小宇宙粒子。

探测器正在全球范围内建造，以最细致地研究这些难以捉摸的幽灵粒子。另外两个基地分别位于美国和日本，目前仍在建设中。

在探索宇宙如何形成的过程中，探测中微子是一项不小的壮举。美国西北大学（Northwestern University）的理论物理学家安德烈·德·古维亚（Andre de Gouvea）表示，中国的这项计划将于明年上线，它将把这项技术推向新的极限。

“如果他们能做到这一点，”他说，“那就太棒了。”

中微子是什么？

中微子可以追溯到宇宙大爆炸时期，每秒有数万亿个中微子穿过我们的身体。它们从像太阳这样的恒星中喷射出来，当原子比特在粒子加速器中碰撞时，它们就会涌出。

科学家们已经知道中微子的存在将近一个世纪了，但他们仍然处于弄清楚这种粒子到底是什么的早期阶段。

“这是我们这个世界上最不为人所知的粒子，”帮助管理JUNO探测器的曹军说。“这就是我们需要研究它的原因。”

我们没有办法发现那些独自旋转的微小中微子。相反，科学家们测量它们与其他物质碰撞时发生的情况，产生闪光或带电粒子。

中微子与其他粒子的碰撞非常罕见，所以为了增加它们碰撞的机会，物理学家必须考虑得更大。

“我们如何测量这些中微子的解决方案是建造非常非常大的探测器，”de Gouvea说。

一个用来测量微小粒子的大型探测器

这台耗资3亿美元的探测器位于中国开平，耗时9年多才建成。它位于地下2297英尺（700米）的地方，可以保护它免受讨厌的宇宙射线和辐射的影响，这些射线和辐射可能会破坏它的中微子嗅探能力。

周三，工人们开始了施工的最后一步。最终，他们将用一种液体填充球形探测器，当中微子通过时，这种液体会发光，并将整个探测器浸入纯净水中。

它将研究位于31英里（50公里）外的两座核电站内碰撞产生的反中微子——与中微子相反，科学家可以了解它们的行为。当反中微子与探测器内部的粒子接触时，它们会产生闪光。

该探测器是专门设计来回答一个长期谜团的关键问题。中微子在太空中穿梭时会有三种不同的味道，科学家们想把它们从轻到重进行排序。

杜克大学（Duke University）的物理学家凯特·肖尔伯格（Kate Scholberg）没有参与这个项目，她说，在已经难以捉摸的粒子中感知这些微妙的变化将是一个挑战。

她说：“实际上，追求它是一件非常大胆的事情。”

中国的探测器将于明年下半年投入使用。在那之后，收集和分析数据将需要一些时间，所以科学家们将不得不继续等待，以完全揭示中微子的秘密生活。

两个类似的中微子探测器——日本的超神冈探测器和美国的深地下中微子实验——正在建设中。他们将在2027年和2031年左右上线，并将使用不同的方法交叉检查中国探测器的结果。

“最终，我们对物理的本质有了更好的理解，”中国项目的首席科学家和项目经理王贻芳说。

了解宇宙如何形成

虽然中微子几乎不与其他粒子相互作用，但它们从一开始就存在了。研究这些大爆炸遗迹可以帮助科学家了解数十亿年前宇宙是如何演化和膨胀的。

“他们是大局的一部分，”Scholberg说。

研究人员希望中微子能帮助回答的一个问题是，为什么宇宙绝大多数是由物质组成的，而它的对立面——被称为反物质——大部分被消灭了。

科学家们不知道事物是如何变得如此失衡的，但他们认为中微子可能帮助编写了最早的物质规则。

科学家们说，证据可能就在粒子中。他们得抓住他们才能知道。

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美联社视频制作人Olivia Zhang对此报道也有贡献。Ramakrishnan在纽约报道。

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