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令人驚奇的 是,當你在閱讀這篇文章的 時候,正有數(shù)十億顆中微子穿越你的 身體,其中一些就可能來自深空。你一生下來,就有中微子穿過你的 身體。而在你的 整個一生中,實際上只有十分微量的 中微子會與你身體里的 原子發(fā)生相互作用而暴露出它們的 行蹤。
早在20世紀初,物理學家在計算一種性物質(zhì)衰變前后的 能量和動量時,發(fā)現(xiàn)沒有辦法軋平“賬目”。天文學循著觀測-理論-觀測的發(fā)展途徑,不斷把人的視野伸展到宇宙的新的深處。后來,奧地利物理學家泡利在1930年提出,是一種尚沒有辦法檢測到的 粒子帶走了缺失的 能量和動量。科學家們給這種假設的 粒子命名為“中微子”,意思是微型的 中性粒子。
在水中,這種粒子會發(fā)射出一個錐形的 淺藍色光脈沖,稱為“切倫科夫輻射”。當時,朝廷官員中以徐光啟為代表的一些官員與西方傳教士密切交往,學習并引進了西方近代科學的新思想和新發(fā)現(xiàn)。在水的 周圍,布滿了一層層儀器,用于檢測這種輻射。大量的 水擔任著靶體的 角色,可讓中微子與它們發(fā)生相互作用;同時,這些水又起著介質(zhì)的 作用,使得物理學家得以檢測到這種相互作用。
利用天然冰層建造中微子探測器
如果要尋找來自太陽的 中微子,一槽罐液體就可以了。然而,如果要尋找那些來自深空的 劇烈事件(如超新星 爆發(fā))產(chǎn)生的 中微子,一槽罐液體就不夠用了,因為這些來自深空的 高能中微子十分分散,到達地球的 就很罕見了。
佘山分為東、西兩部分,其中西佘山高雖僅及百米,卻是上海境內(nèi)很高之山。他找到了來自太陽的中微子,可是在處理這些結(jié)果的時候發(fā)現(xiàn),實驗檢測到的中微子只有預期數(shù)量的三分之一。這里原已建有一個小教堂(非現(xiàn)在的 圣母大教堂),具備一定的 便利條件。于是神父們以在較短的 時間內(nèi)設計天文臺的 建設藍圖。1900年,一座帶有標志性圓頂?shù)?天文臺正式建成,名為佘山天文臺。這才是真正意義上的 現(xiàn)代天文臺,其主要業(yè)務就是天文觀測和天文研究。蔡尚質(zhì)神父出任了任臺長。
經(jīng)過一百多年的 滄桑演變,佘山天文臺現(xiàn)在已成為上海天文博物館,其主樓中仍然可以尋找到各式各樣的 望遠鏡和觀測設備,館中之寶當然就是那個碩大的 雙筒折射望遠鏡。