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前沿科技之中微子首次用于无线通信

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发表于 2012-3-18 17:15:59 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
“使用的中微子,可以在地球上任意两点之间进行通信,无需使用卫星或电缆,”北卡罗来纳州立大学电气和计算机工程教授丹 斯坦齐尔(Dan Stancil)说,他是论文的主要作者,论文介绍了这项研究。“中微子通信系统的复杂性远远超过今天的系统,但具有重要的战略用途。” 7 ^. W; c. q! G# y, |9 |' f! @4 n2 t
许多人理论上认为,可以用中微子进行通信,这是因为一个特别有价值的属性,就是它们几乎可以穿透所碰到的任何物质。例如,如果这项技术用于潜艇,那么它们就可以穿过长距离水域,清晰地进行通信,如果采用目前的技术,虽然不是不可能,但也是很难的。如果我们想进行通信的某些东西在外层空间,就是在遥远的月亮或行星的外侧,我们的信息就可以直接穿过,不受阻碍。
! p$ P, R6 b; d) w0 ` “当然,我们目前的技术需要大量的高科技设备,才能使用中微子进行信息通信,所以,现在这是不实际的,”罗切斯特大学物理学教授凯文 麦克法兰(Kevin McFarland)说,他也参与这项实验。“但是,因为有朝一日要使中微子通信进入实际应用,因此,第一步就是用今天的技术进行示范。”
* a, K+ A; V! C4 l! V 这组科学家表明,可能在费米国家加速器实验室(Fermilab:Fermi National Accelerator Lab)进行他们的测试,这个实验室就在芝加哥(Chicago)外。这个研究小组已把他们的发现提交给杂志《现代物理快报A》(Modern Physics Letters A)。.
( O' r" k3 S. R% _ 在费米实验室,研究人员可以使用两个重要设备。一是世界上最强大的粒子加速器,它可以创造高强度中微子束,这需要加速质子,使穿过2.5英里的环形轨道,然后与碳目标碰撞。二是多吨级探测器,名为米涅瓦探测器(MINERVA),安装在地下100米深的洞中。
& h$ l1 d. O1 l 事实上,这样重大的设备是必要的,因为要使用中微子进行通信,这意味着,需要做许多工作,之后,这项技术才可纳入现成可用的形式。
/ X* U( a5 E1 D1 n 通信测试在两小时内完成,加速器以一半的最高强度运行,这是因为计划的停机时间很快就到了。在进行通信测试的同时,也收集了米涅瓦探测器的互动数据。 + `1 d  p1 Z% |  o5 |! U
今天,大多数通信的进行都是要发送和接收电磁波。这是我们的收音机、手机、电视的运行方式。但是,电磁波不容易穿过大部分类型的物质。它们会受阻于水和山,以及许多其他的液体和固体。相反,中微子通常可以穿透整个行星,不会受到干扰。因为它们带中性电荷,而且几乎不存在质量,因此,中微子不受磁场吸引,也不会受到重力的显著影响,所以,它们的运动几乎没有障碍。
$ B8 r# g. z6 s* W" N8 @ 在科学家们使用中微子发送时,这个信息被转换成二进制代码。换句话说,“中微子”这个词,呈现为相应的一组1和0,其中,1对应于一组被激活的中微子,而0对应于没有激活的中微子。很多组中微子被激活,因为它们非常捉摸不定,甚至采用多吨级探测器,也只有约一百亿分之一的中微子可以被检测到。检测出中微子以后,另一端的电脑会把这种二进制代码翻译回英语,这样,“中微子”一词就被成功接收。
6 _0 x" r6 O1 }/ m2 q1 d3 f “中微子是一种惊人的工具,有助于了解原子核和宇宙的运作,”密涅瓦探测器项目经理德博拉 哈里斯(Deborah Harris)说,“但中微子通信还有很长的路要走,之后,才可以有效使用。” 4 E  x9 n3 F3 u/ b4 Z3 _2 a
密涅瓦探测器是核和粒子物理学家的一项国际合作,这些物理学家来自21个机构,他们研究中微子的属性,使用费米国家加速器实验室的探测器,位于芝加哥附近。这属世界首次,他们进行中微子实验,使用高强度光束,研究与中微子反应的五种不同靶材料的原子核,创造了第一种并排比较的交互作用。这有助于完成中微子图片,使数据获得更清楚的解释,用于当前和未来的实验。
* O7 [2 b& j& V( K8 k8 B2 ?& S4 H6 A6 i9 [
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2#
发表于 2012-3-18 18:15:35 | 只看该作者
看不懂,但有种感觉。
0 r( d7 c3 [' {7 g好像落后别人一次革命的时代都不止。4 G. m/ P9 V# B0 @% F& j
俺有种预感,下次能源危机;便是新工业革命:数据革命。
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3#
发表于 2013-11-1 00:31:40 | 只看该作者
GOOD!
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