據美國《科學新聞》雙周刊網站3月6日報道，中微子探測器不會長在樹上。是這樣嗎？一名物理學家提出，有朝一日，森林或許可以用來發現超高能中微子。
堪薩斯大學的天體粒子物理學家史蒂文·普羅希拉在1月25日提交給阿奇夫論文預印本網站的一篇論文中提出，樹木可以充當天然天線，接收由難以探測的亞原子粒子的某些相互作用所產生的無線電波。
未參與這項研究的俄亥俄州立大學物理學家埃米·康諾利說：“這是一個非常令人興奮的想法。這可能是一種就在我們眼皮底下的自然解決方案。”
發現中微子，通常需要靈敏的大型探測器。對于捕捉從太空射向地球的最稀有、能量最高的中微子來說，尤其如此。從零開始建造如此巨大的探測器非常困難。
但高能中微子物理學家以在自然環境中建造別出心裁的探測器而聞名。冰立方中微子天文臺利用體積為1立方公里的南極冰塊探尋中微子的相互作用，而目前正在建造的立方公里中微子望遠鏡KM3NeT將在地中海進行探尋。這些探測器具有足夠大的體積，可以捕捉到罕見的高能中微子。
為了研究能量更高的中微子，科學家的目標是發現一種特殊的中微子——tau中微子。當這種中微子經過地球內部時會發生相互作用，產生名為tau輕子的粒子。如果這種tau輕子從地面逃逸到地球大氣層，它的衰變會產生帶電粒子雨，從而產生無線電波。
為探測這些無線電波，科學家設計了一些探測器，例如大型中微子探測陣列（GRAND）實驗，它將使用總共20萬根天線，在世界各地分布成20個獨立陣列。
普羅希拉說：“考慮到建造這種探測器所涉及的巨大工程，我突然意識到，如果天線已經存在，那就太好了。”此前的研究表明，樹木可以接收無線電波。探測這些無線電波，需要在每棵樹上釘一根電線，或者在每棵樹的樹干上纏繞一圈電線，然后將其連接到電子設備上讀取信號。
普羅希拉承認，要確定這種技術是否可行，還需要解決許多問題。
科學家需要研究樹木接收超高頻無線電波的表現，此類中微子探測器就是在超高頻無線電波范圍內工作的。傳統的無線電天線可以精確地建造，以詳細了解它們如何對不同類型的無線電信號做出反應。當然，樹木就沒法這樣了。比如，目前還不清楚樹木會如何對無線電波的極化及其擺動方向做出反應。另外，樹葉的影響以及落葉林季節性落葉的影響也需要研究。
芝加哥大學的物理學家埃里克·奧伯拉說，雖然這個想法很有啟發性，但“目前還不清楚用樹木取代人造天線是否能解決而非產生更多的問題。這些探測器設計上的挑戰也需要進一步解決”。
科學家還需要了解探測器對森林的影響。
普羅希拉在論文中寫道：“這樣的探測器必須與大自然和諧共處，尊重大自然；否則，這個想法就不值得嘗試。”
據美國《科學新聞》雙周刊網站3月6日報道，中微子探測器不會長在樹上。是這樣嗎？一名物理學家提出，有朝一日，森林或許可以用來發現超高能中微子。
堪薩斯大學的天體粒子物理學家史蒂文·普羅希拉在1月25日提交給阿奇夫論文預印本網站的一篇論文中提出，樹木可以充當天然天線，接收由難以探測的亞原子粒子的某些相互作用所產生的無線電波。
未參與這項研究的俄亥俄州立大學物理學家埃米·康諾利說：“這是一個非常令人興奮的想法。這可能是一種就在我們眼皮底下的自然解決方案。”
發現中微子，通常需要靈敏的大型探測器。對于捕捉從太空射向地球的最稀有、能量最高的中微子來說，尤其如此。從零開始建造如此巨大的探測器非常困難。
但高能中微子物理學家以在自然環境中建造別出心裁的探測器而聞名。冰立方中微子天文臺利用體積為1立方公里的南極冰塊探尋中微子的相互作用，而目前正在建造的立方公里中微子望遠鏡KM3NeT將在地中海進行探尋。這些探測器具有足夠大的體積，可以捕捉到罕見的高能中微子。
為了研究能量更高的中微子，科學家的目標是發現一種特殊的中微子——tau中微子。當這種中微子經過地球內部時會發生相互作用，產生名為tau輕子的粒子。如果這種tau輕子從地面逃逸到地球大氣層，它的衰變會產生帶電粒子雨，從而產生無線電波。
為探測這些無線電波，科學家設計了一些探測器，例如大型中微子探測陣列（GRAND）實驗，它將使用總共20萬根天線，在世界各地分布成20個獨立陣列。
普羅希拉說：“考慮到建造這種探測器所涉及的巨大工程，我突然意識到，如果天線已經存在，那就太好了。”此前的研究表明，樹木可以接收無線電波。探測這些無線電波，需要在每棵樹上釘一根電線，或者在每棵樹的樹干上纏繞一圈電線，然后將其連接到電子設備上讀取信號。
普羅希拉承認，要確定這種技術是否可行，還需要解決許多問題。
科學家需要研究樹木接收超高頻無線電波的表現，此類中微子探測器就是在超高頻無線電波范圍內工作的。傳統的無線電天線可以精確地建造，以詳細了解它們如何對不同類型的無線電信號做出反應。當然，樹木就沒法這樣了。比如，目前還不清楚樹木會如何對無線電波的極化及其擺動方向做出反應。另外，樹葉的影響以及落葉林季節性落葉的影響也需要研究。
芝加哥大學的物理學家埃里克·奧伯拉說，雖然這個想法很有啟發性，但“目前還不清楚用樹木取代人造天線是否能解決而非產生更多的問題。這些探測器設計上的挑戰也需要進一步解決”。
科學家還需要了解探測器對森林的影響。
普羅希拉在論文中寫道：“這樣的探測器必須與大自然和諧共處，尊重大自然；否則，這個想法就不值得嘗試。”
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