在太空中部署望遠鏡是一回事。在海底深處製造其中兩個本身就是一項艱鉅的任務。
在一艘航行於地中海的船上,物理學家們——通常不以海上航行而聞名——勇敢地進行了為期一周的航行和洶湧的海水,夜以繼日地工作來部署望遠鏡的探測器。
這些望遠鏡的設計目的不是探測光,而是探測中微子。這些亞原子粒子從神秘、未知的空間領域以高能量噴出。但這種高能中微子非常罕見,而且非常隱蔽,研究它們的偵測器必須非常龐大。因此,科學家正在地中海一立方公里的區域配備了旨在捕獲它們的光收集裝置。
「如果你想到這一點就很奇怪了。我們想做天文學,為了觀察宇宙,我們在水下放置了一台望遠鏡。
這個立方千米中微子望遠鏡(KM3NeT)由兩台望遠鏡組成,兩台望遠鏡由排列在垂直電纜上的玻璃小玩意組成。每根鍊子都像一條長達 700 公尺的珍珠項鍊一樣懸掛在水中。每個小玩意都是一個 44 公分寬的耐壓球體,包含 31 個光電倍增管,可以感應中微子撞擊海水時產生的光。
研究人員每年都會在為期一個月的活動中部署探測器。在 2024 年 10 月上一次活動結束時,望遠鏡擁有 57 根望遠鏡。最終,數百條這樣的電纜將在西西里島和法國南部海岸海面以下幾公里處的水流中搖擺。義大利坎帕尼亞大學“Luigi Vanvitelli”的天體粒子物理學家 Daniele Vivolo 表示:“這真的就像一片森林,一片漆黑的水下森林,因為我們身處深淵。”
西西里望遠鏡旨在研究來自太空的高能量中微子。法國將研究大氣中的中微子,以了解它們如何振盪,或者(序號:10/6/15)。這個概念類似於南極的中微子觀測站,它在冰中而不是水中尋找閃光(序號:23年6月29日)。研究人員已經將部分完成的望遠鏡用於科學研究,例如尋找量子重力的效應關於中微子和測量中微子振盪。
在部署活動期間,科學家必須處於絕對領先地位。 Biagi 說,船上每一秒的成本約為 1 美元。 “如果你浪費一個小時去做愚蠢的事情,這會對成本產生影響。”他們因睡眠時間不規律而感到疲倦,甚至暈船,如果出現問題(無論是設備問題還是不利的天氣問題),他們必須做出關鍵決定。
船上的起重機將捲繞在 2.5 公尺寬的下水結構內的每根鋼絞線慢慢地降低到海底。遙控潛水器潛入水中進行連接並檢查設備。拉動潛水器的手柄,繩子開始展開。浮標使線向上漂浮,設備旋轉以釋放小玩意,就像蕨類植物的葉子張開一樣。
回到岸上,其他研究人員檢查該設備的性能。任何問題都必須立即處理。一旦將一條繩子種植在森林中,就無需調整螺絲或擺弄連接。 「這就像向月球發送一些東西,」比亞吉說。一切從一開始就必須處於完美的工作狀態。 (一個類比似乎還不夠。望遠鏡就像一片森林、一條珍珠項鍊、蕨葉和月亮。)
「通常,物理學家會找到創造性的方法來回答複雜的問題,」比亞吉說。這項探索將物理學家帶到了其他奇怪的地方,例如南極或地下深處的礦井。相比之下,地中海的生活並沒有那麼糟。日落和美麗的海灘伴隨著這片土地——這沒什麼好抱怨的。