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一台100美元口袋型探测器,就能侦测穿越你身体的宇宙粒子

2026-7-11 寰宇科学

来自宇宙的各种微小粒子正穿越你周围空间,但它们不会留下任何声音、气味或感觉。最近德拉瓦大学物理学教授SpencerAxani发明一种紧凑型渺子探测器,所有电子零件组装成本仅100美元,从课堂学生到大型实验专业科学家,这台口袋型装置让探测宇宙射线变得触手可及。

宇宙射线是由超新星爆炸、伽马射线暴、耀变体等极端天体事件产生的高能粒子,从太空以接近光速的速度冲向地球。当这些粒子撞上大气层高处分子会引发一连串粒子碰撞反应,重要产物之一包括能一路抵达地表、甚至深入地底的缈子(muon)。

缈子对人体完全无害,此刻就有大量缈子及微中子穿越你的身体,但你完全不会有感觉。

由于缈子携带创造它们的宇宙射线线索,通过测量缈子,物理学家可以推算原始宇宙射线能量、质量与方向,进而研究超新星、伽马射线暴等极端天体事件;缈子用途也不限于太空研究,由于这种基本粒子能穿透墙壁、岩石与人体组织且不造成损伤,因此还能用来透视大型结构,比如2016年就有科学家利用缈子技术,在吉萨大金字塔内部发现一条未知走廊。

为帮助更多人理解宇宙极端现象,德拉瓦大学物理学教授SpencerAxani发明一款仅饼干盒大小的缈子侦测器“CosmicWatch”,全部电子零件只需约100美元即可组装,每当缈子穿过装置,它就会亮灯、记录事件并储存数据供后续分析。

最新第三版CosmicWatch可以监控周遭环境、承受高辐射环境,更快速收集数据,目前已用于德拉瓦大学NuDot实验(微中子研究)、洛斯阿拉莫斯实验室CCM暗物质侦测器校准工作,也正开发搭载于太空船以测量原始宇宙射线的版本。

SpencerAxani下一步目标是建立全球公民科学网络,让世界各地的使用者上传当地缈子侦测数据到共享平台,形成全球规模的粒子物理观测网,也将新一代科学家引入粒子物理领域。