Nº 274科学:深层地下中微子实验(DUNE)——利德镇从金矿小镇到地下实验室、探测器定于周一开始组装、中微子为何被称为“幽灵粒子”(每秒约一万亿个穿过人体、三种类型会相互转变)、雷·戴维斯 20 世纪 60 年代首次记录太阳中微子、探测器规模(4,000 多吨钢材、约 7 万吨液态氩、约零下 200 摄氏度、组装约需三年)、费米实验室预计 2030 年初开始收集数据、1,300 公里外发来的中微子束与氩原子闪光、物质与反物质之谜和中微子质量顺序,以及项目对当地的意义

Why Scientists Are Building Giant Detectors in an Old Gold Mine

413 词 / 约 3 分钟

中文导读

一座曾经吸引淘金工人的老矿井,为什么如今吸引来了物理学家?文章先交代事件:美国利德镇地下深处,DUNE 实验的巨型探测器即将开始组装。接着解释中微子为何被称为“幽灵粒子”,以及它们会“变身”的奇特行为;然后回顾这座矿井在中微子研究史上的位置,再用钢材、液态氩和工期等数字说明 DUNE 的规模;随后介绍探测器如何“看见”中微子,以及科学家最想回答的物质与反物质问题;最后回到小镇本身收尾。阅读时可留意 rather than、whether 等引出的比较与疑问,以及 according to、reports、said 如何标明信息出处。

正文

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本段译文

一百多年来,美国南达科他州的利德镇吸引着希望找到黄金的工人。如今,这里的老矿井吸引来的却是科学家。据《卫报》报道,工程师们定于周一开始为“深层地下中微子实验”(DUNE)组装巨大的探测器。这些探测器将安放在地下约 1.6 公里处的洞穴里。

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本段译文

这些探测器的设计目的是捕捉中微子——一种常被称为“幽灵粒子”的微小粒子。每秒钟大约有一万亿个中微子穿过一个人的身体而不被察觉,因为它们几乎从不撞上其他物质。它们的行为也很奇特:中微子有三种,在传播过程中,它们可以从一种变成另一种。萨塞克斯大学的物理学家凯特·肖把这比作扔给别人一个苹果,它却变成了一根香蕉。

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本段译文

这座矿井在中微子研究史上早有一席之地。20 世纪 60 年代,物理学家雷·戴维斯在这里用一个装满干洗液的巨大罐子造了一台探测器。由于深埋地下、受到保护,它成为第一台记录到来自太阳的中微子的探测器。矿井于 2001 年关闭,之后变成了一座地下实验室。

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本段译文

DUNE 的规模要大得多。《卫报》报道,这些探测器将使用 4,000 多吨钢材,最高可达五层楼高,总共将容纳约 7 万吨液态氩,并冷却到约零下 200 摄氏度。组装工作预计需要将近三年。DUNE 发言人戴维·纽博尔德说,这“就像在地下造一艘船”。主办该项目、位于芝加哥附近的费米实验室预计在 2030 年初开始收集数据。

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本段译文

建成后,探测器将研究从费米实验室发出、穿过 1,300 公里岩层的强大中微子束。大多数中微子会直接穿过去,但偶尔会有一个撞上氩原子,产生一道微弱的闪光。来自爆炸恒星的中微子也将被研究。

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本段译文

最大的希望是回答一个基本问题:为什么宇宙是由物质而不是与之相反的反物质构成的。DUNE 将寻找中微子与反中微子之间的细微差别。研究人员还想知道哪一种中微子最重,以及当今主要的粒子理论是否完整。正如肖所说,中微子“目前还说不通”。

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本段译文

对利德镇来说,这个项目还有另一层意义。市政官员罗宾·卢塞罗说,世界一流的科学正在为当地企业和年轻人带来新的人和新的机会。

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