中子,是最简单的复合核,结合能只有2.2 mev。
太阳硼八中微子的能量在5到15 mev之间,远超过这个阈值,所以完全拆得动。
中微子通过中性流把氘核拆成一个质子和一个中子,释放出的自由中子在介质中扩散一段时间以後被另一个氘核俘获,俘获瞬间释放6.25 mev的伽马射线。
探测这个伽马射线,就等於数到了一个中性流事件。
而且……这个反应的截面对三种味道的中微子完全一致。
靶核有了,靶核以什麽形式存在呢?
重水。
氘代替了普通氢的水,d?o。
它既是靶,提供氘核,又是探测介质切伦科夫辐射在水里传播效率很高。
一举两得。
“不过……好像有点费钱呀……”
李东叹了口气,他就是花钱的命呀,哎。
要知道太阳中微子的反应截面极小,要在合理的时间内积累足够的事件数,探测器的靶质量至少要到千吨级别。
一千吨重水!这可不便宜,重水每公斤的价格是普通水的几千倍,主要是用在特定型号的核反应堆里的。
一千吨的量级就意味着亿级别的资金,而且还涉及核材料管控。
而且探测器必须放在地下。
太阳中微子能到地面的本来就少,如果宇宙射线的本底把信号淹没了就什麽都看不见。
所以探测器埋得越深,宇宙射线衰减得越多,本底就越干净。
……
川省lsyz治州,雅砻江畔。
锦屏山横亘在两座水电站之间,一条近十八公里长的交通隧道从山腹穿过。
隧道在半山腰的位置有一条岔路,拐进去以後再走几百米,是一扇厚重的金属门。
门後面就是华夏锦屏地下实验室。
头顶是两千四百米厚的大理岩。
在这个深度上,来自太空的宇宙射线会被岩层层层过滤,通量只剩地表的一亿分之一。
因此没有比这里更安静的地方了。
对於粒子物理学家来说,安静不是指听不到声音,而是指探测器看不到不想看的东西。
宇宙射线穿过探测器会产生和信号长得一模一样的假事件,在地表做暗物质探测就像在演唱会现场听针掉地上的声音。
而锦屏的两千四百米岩石,会把演唱会的声音关在了门外。
这座实验室2010年建成投入使用,是华夏第一个极深地下实验设施,也是目前全世界覆盖最深的地下实验室。
和其他由矿井改建的实验室不同,锦屏依托水电站的交通隧道,汽车可以直接开进去,设备运输和人员通勤比坐矿井电梯方便得多。
岳迁今天一早就从西昌开了两个多小时的车进来了。
他是水木大学工程物理系的教授,也是锦屏地下实验室暗物质直接探测实验cdex的负责人。
他常年穿冲锋衣,因为实验室里温度恒定在二十度左右,穿西装的人会被当成来参观的领导。
cdex用的是高纯锗探测器。
原理不复杂:一块高纯度的锗晶体放在极低本底的环境里,如果有暗物质粒子和锗原子核发生碰撞,原子核会反冲,反冲产生的电离信号被探测器记录下来。
当然这个信号是非常微弱的,能量只有几个kev甚至更低。
岳迁此时正听着他自己博士生苏明哲的汇报。
“岳老师,500 ev以上的数据没问题,脉冲甄别干干净净。”
“但一旦降到500以下,您自己看。”
苏明哲把屏幕上的图表放大。
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