中微子通信

中微子通信

中微子通信是利用中微子運載信息的一種通信方式。中微子是一種質量極小,又不帶電的中性基本微粒。它能以近光速進行直線傳播,並極易穿透鋼鐵、海水,以至整個地球,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。中微子通信的實用化,將會給這些地區帶來福音。上世紀70年代以後,科學家對中微子通信產生了極大的興趣,美科學家將中微子加速器產生的中微子束,傳送至遠隔千山萬水的另一端接收裝置中,結果成功地感測到了穿山涉水而來的中微子信號。

背景

中微子通信中微子通信

1933年,著名的奧地利物理學家沃夫根.泡利在研究原子核工業反應時,發現了一些能量的神秘丟失。於是,經過研究,他提出了“中微子”假說。第二次世界大戰的爆發,使他的這項研究中

斷了。直到1956年,人們終於通過實驗證明了中微子的存在,核衰變過程中能量丟失之謎也便真相大白了。

實際上,中微子也與質子、電子一樣,是構成原子的基本粒子之一。只不過它的質量很輕,連電子的萬分之一都抵不上,而且呈現中性。它與其他粒子之間只存在微弱的相互作用力,而不存在電磁力的作用。中微子還具有其他基本粒子所不具備的那股“鑽”勁。它可以像《封神榜》中的土行孫那樣,神不知、鬼不覺地鑽入地下,連碩大的地球也不在話下,可以把地球穿個透。由於中微子與其他組成物質的基本粒子之間相互作用力很弱,因而它在行進過程中的能量損耗也甚微。如果構想讓它沿地球直徑穿越

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地球,其能量損耗只有一百億分之一。此外,它還能潛身海底,遨遊太空,出入於厚碩無比的金屬牆,真是所向披靡,如入無人之境[見圖1(a)、(b)]
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中微子的上述特性被揭示後,立即引起了通信專家們的注意。他們認為,利用中微子進行通信比利用電磁波更加優越。因為,在高山、海洋的阻攔面前,電磁波便會顯得軟弱無力,而中微子毫不在乎。目前,尚存在一些因受自然條件影響,無線電不能光顧的地區。這些聽不到廣播,看不到電視節目

的地區,通稱為“盲區”。中微子通信的實用化,將會給這些地區帶來福音。中微子通信是利用中微子運載信息的一種通信方式。中微子是一種質量極小,又不帶電的中性基本微粒。它能以近光速進行直線傳播,並極易穿透鋼鐵、海水,以至整個地球,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。早在1956年,歐美學者通過複雜的核反應實驗,證明中微子確實存在。上世紀70年代以後,科學家對中微子通信產生了極大的興趣,美科學家將中微子加速器產生的中微子束,傳送至遠隔千山萬水的另一端接收裝置中,結果成功地感測到了穿山涉水而來的中微子信號。80年代,前蘇聯和美國進行了中微子通信的試驗,獲得了成功。1984年美國一海軍基地的一艘核潛艇做水下環球潛行時,正是採用中微子通信保證了聯繫。迄今確認的中微子有電子中微子和m介子中微子。科學家分別進行的海下、地下種種試驗,使中微子通信初顯端倪。

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