「幽靈粒子」捕手！江門中微子實驗探測器主體建成 明年或將正式運行

歷時9年多建設，隨著最後一塊光電倍增管模組安裝完成，廣東江門中微子實驗探測器主體於20日全部建成，計劃明年正式運行。

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深埋地下700米

據內媒報導，江門中微子實驗大科學裝置，是科研團隊耗時多年，在廣東江門地下700米深處建造的一個巨型實驗室。在這個實驗大廳裡有一個44米深水池，江門中微子實驗探測器就在其中，它由直徑41米的不銹鋼網殼、直徑35.4米的有機玻璃球、4萬5000支光電倍增管等關鍵零件組成。

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裝置用於捕抓中微子

利用這個深埋地下的大科學裝置，科學家們將捕捉探測宇宙中最古老最原始的一種基本粒子：中微子。中微子是構成物質世界的基本粒子之一，因為極難探測，也被稱為「幽靈粒子」，至今仍有許多未解之謎。

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數萬個光電倍增管用於捕捉中微子

江門中微子實驗以測量三種中微子品質順序為首要科學目標，當中微子進入探測器內部，與液體閃爍體發生作用會發出極其微弱的光，數萬個光電倍增管可以將其捕捉，從而提供給科學家分析研究。

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未來，科研人員通過江門中微子實驗探測器捕捉中微子並對其展開研究，可以更好理解宇宙和物質世界。

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美國加州理工學院（Caltech）的天文研究團隊利用最新的X射線觀測技術，首次成功描繪出黑洞的「日冕」真實形態，徹底改變了科學界對黑洞結構的認知。

黑洞日冕通常被其他物質遮蔽難以觀測

類似於觀賞日全食時看到的環繞月球邊緣的耀眼光環（太陽日冕），黑洞周圍也存在著稱為「黑洞日冕」的高溫區域。儘管太陽日冕在地球上看來稀薄得近乎真空，但其溫度卻高達數百萬度，使其在日全食時清晰可見。

然而，由於黑洞日冕通常被其他物質遮蔽，再加上其光度經常被吸積盤的強光所掩蓋，科學家過去難以直接觀測這一神秘區域。

根據現有理論，活躍黑洞的結構主要包括三個部分：環繞黑洞的環狀氣體和塵埃、沿著黑洞旋轉平面的吸積盤，以及從極區噴發出的高速粒子噴流。這種結構有助於解釋為何不同觀測角度下的活躍星系核（AGN）呈現不同外觀。在這個模型中，吸積盤的內部應該存在一個極度稀薄但溫度高達幾十億度攝氏的超高溫區域，這就是科學家長期尋找的黑洞日冕。

採用類似觀測太陽日冕的巧妙方法

科學新聞網站《Science Alert》報導，研究團隊採用了類似觀測太陽日冕的巧妙方法。他們利用NASA的X射線偏振探測器（IXPE），觀測了多個被遮蔽的黑洞，包括銀河系中的天鵝座X-1和X-3，以及大麥哲倫星雲中的LMC X-1和X-3。這些「遮蔽黑洞」的特點在於周圍的氣體和塵埃會阻擋人們直接觀測吸積盤，就像日全食時月球遮蔽太陽一樣。

呈現與吸積盤相似的盤狀結構

儘管無法直接觀測黑洞日冕，科學家發現，由於日冕溫度極高，會釋放高能量的X射線。這些X射線在與周圍物質相互作用後發生散射，部分散射光最終進入觀測設備。通過分析這些散射X射線的偏振特性，研究團隊意外地發現黑洞日冕並非像太陽日冕那樣呈球狀，而是呈現與吸積盤相似的盤狀結構。

有助於更全面地探究宇宙演化過程

這一重大發現有助於科學家完善黑洞理論模型，進一步理解黑洞如何吞噬物質，以及遙遠星系中活躍星系核的運作機制。通過深入研究黑洞日冕，天文學家將能更全面地探究宇宙演化過程，以及黑洞在宇宙結構和能量運作中的關鍵作用。研究團隊表示，未來將繼續利用更先進的觀測設備，深入研究黑洞日冕的物理特性，期待揭開更多宇宙運作的奧秘。

NASA 圖片