解释:望远镜在世界上最深的湖里做什么?
Baikal-GVD 是世界上三大中微子探测器之一,与南极的 IceCube 和地中海的 ANTARES 并驾齐驱。

上周晚些时候,俄罗斯科学家 发射了世界上最大的水下中微子望远镜之一 贝加尔湖是世界上最深的湖泊,位于西伯利亚,被称为贝加尔湖-GVD(十亿吨体积探测器)。
这架望远镜的建造始于 2016 年,其使命是详细研究称为中微子的难以捉摸的基本粒子,并可能确定它们的来源。研究这一点将有助于科学家们了解宇宙的起源,因为一些中微子是在大爆炸期间形成的,而另一些中微子则继续由于超新星爆炸或太阳中的核反应而形成。
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Baikal-GVD 是世界上三大中微子探测器之一,与南极的 IceCube 和地中海的 ANTARES 并驾齐驱。
什么是基本粒子?
到目前为止,人们的理解是,宇宙是由一些不可分割的基本粒子组成的。从广义上讲,科学家们目前所知的物质粒子可以分为夸克和轻子。但这仅适用于正常物质或科学家知道占宇宙 5% 的物质。漫画家豪尔赫·查姆 (Jorge Cham) 和粒子物理学家丹尼尔·怀特森 (Daniel Whiteson) 在他们的《我们没有想法》一书中说,这些粒子构成的物质仅占宇宙的 5%。关于宇宙的剩余 95% 知之甚少,作者将其分为暗物质 (27%) 和科学家尚不知道的宇宙剩余 68%。
但在科学家所知的宇宙中,迄今为止在物理学领域的探索已经导致发现了超过 12 个这样的夸克和轻子,但其中的三个(质子、中子和电子)是世界上一切事物的组成部分.质子(带正电荷)和中子(不带电荷)是夸克的类型,而电子(带负电荷)是轻子的类型。这三个粒子构成了所谓的生命的基石——原子。在不同的组合中,这些粒子可以产生不同种类的原子,这些原子又构成了构成万物的分子——从人到木椅、塑料板、手机、狗、白蚁、山,一个星球、水、土壤等等。
科学家为什么要研究基本粒子?
研究人类和他们周围的一切是由什么组成的,这为科学家们提供了一个更好地了解宇宙的窗口,就像一旦知道蛋糕的成分,就很容易掌握蛋糕是什么。这就是科学家如此热衷于研究中微子(与中子不同)的一个原因,中微子也是一种基本粒子。基本意味着中微子,如电子、质子和中子,不能进一步分解成更小的粒子。
那么中微子在什么地方适合呢?
中微子特别有趣的是,它们在自然界中非常丰富,每秒约有一千万亿个中微子穿过人体。事实上,它们是仅次于光子的第二大粒子,光子是光粒子。但是,虽然中微子数量很多,但它们并不容易被捕获,这是因为它们不带电荷,因此它们不与物质相互作用。
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美国费米国家加速器实验室开发的网站称,中微子是通往新物理学的线索:描述我们尚不了解的世界的方式。它们也可能具有独特的性质,可以帮助解释为什么宇宙是由物质而不是反物质构成的。就像所谓正常物质的亚原子粒子可以分为电子、质子和中子一样,构成反物质的亚原子粒子也具有与正常物质相反的性质。虽然已知反物质存在,但我们还不知道它为什么存在,也不知道它的亚原子粒子的特性与正常物质的特性有何不同。
检测中微子的一种方法是在水中或冰中,中微子在它们相互作用时会留下闪光或一排气泡。为了捕捉这些迹象,科学家们必须建造大型探测器。诸如 GVD 之类的水下望远镜旨在探测可能来自地球核心或可能在太阳核反应过程中产生的高能中微子。
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