나무는 나무로 본다: 숲을 중성미자 탐지기로 사용할 수 있을까? – 물리학 세계

나무는 나무로 본다: 숲을 중성미자 탐지기로 사용할 수 있을까? – 물리학 세계

타임 스탬프 : 21 년 2024 월 9 일 오전 54:XNUMX

숲속의 나무들
엄청나게: 나무는 타우 중성미자에 대한 관심 주파수에서 전파를 감지할 수 있습니다(제공: Shutterstock/Conny-Sjostrom)

미국 캔자스 대학교의 한 입자물리학자에 따르면, 나무는 우주에서 가장 격변적인 사건 중 일부를 밝혀줄 수 있다고 합니다. 스티븐 프로히라 이러한 나무가 있는 물체는 중성미자를 발견하는 무선 안테나 역할을 할 수 있고, 숲은 대형 탐지기 배열을 형성할 수 있다고 생각합니다. Prohira는 그러한 탐지기가 인공 안테나 배열보다 더 저렴하고 배포하기 쉬울 수 있다고 주장합니다.아르시브: 2401.14454).

중성미자는 물질과 아주 순간적으로 상호작용하기 때문에 직접 관찰하기가 어렵습니다. 일부 검출기는 중성미자가 얼음이나 액체 물과 충돌할 때 드물게 생성되는 체렌코프 방사선을 발견하기 위해 수천 개의 광전자 증배관을 사용합니다. 제안된 것과 같은 기타 중성미자 탐지를 위한 거대 무선 어레이 (GRAND)에서는 무선 안테나를 사용하여 고에너지 중성미자와 대기 입자 간의 충돌로 인해 생성된 2차 입자를 탐지합니다.

중성미자는 매우 찾기 어렵기 때문에 검출기는 넓은 영역을 포괄해야 합니다. 예를 들어, GRAND는 각각 20평방 킬로미터에 달하는 전 세계 10,000개의 거대한 무선 안테나 어레이가 필요합니다. "고에너지 중성미자 검출기에 대한 가장 큰 문제는 측정 가능한 중성미자 플럭스를 실제로 검출할 만큼 충분히 큰 볼륨을 계측하는 방법입니다." 이미 존재하는 인프라를 사용하여 대규모 장비를 구축하는 방법을 생각할 때 나무를 무선 안테나로 사용하는 아이디어를 떠올린 Prohira는 말합니다.

우드 당신은 그것을 믿습니다

나무를 무선 안테나로 활용한다는 생각은 1900년대 초부터 시작된 새로운 것이 아닙니다. 그러나 1960년대와 1970년대 베트남 전쟁 당시 미군이 정글에서 무선 신호의 가청도를 향상시키기 위해 나무 주위에 대형 자기 유도 코일을 감았을 때부터 주목을 받았습니다. 그 연구는 계측된 나무가 제조된 안테나보다 더 강력하고 명확한 신호를 생성한다는 것을 보여주었습니다. Prohira는 "문헌에서 찾을 수 있는 예비 연구는 매우 유망해 보였습니다."라고 말합니다.

나무는 광범위한 무선 주파수에서 작동하지만, Prohira는 일반적으로 무선 통신에 사용되는 것보다 높은 타우 중성미자 탐지기의 관심 주파수에서 나무가 어떻게 작동하는지 탐색하려면 훨씬 더 많은 연구가 필요할 것이라고 생각합니다. 연구자들은 또한 나무에서 감지된 전파의 특성을 조사하고 나무에서 중성미자 신호를 재구성하는 것이 얼마나 쉬운지 확인해야 합니다. 다른 질문은 서로 다른 나무 사이의 신호 균일성과 나무의 다양한 유형 및 종의 성능에 중점을 둡니다.

그러나 나무의 아름다움은 이미 그 자리에 있다는 것입니다. Prohira는 숲에 있는 나무의 자연스럽고 균일한 간격을 통해 GRAND 실험에서 제안한 것과 매우 유사한 레이아웃을 가진 나무 안테나 배열을 만드는 것이 가능하다고 주장합니다. 그러한 배열이 가능하다면 감마선 폭발이나 별 붕괴와 같은 사건을 연구하는 데 사용될 수 있습니다.

"나무를 계측하는 것이 상대적으로 쉽고 효율적인 어레이에서 대규모 어레이를 계측할 수 있는 잠재력을 열어줄 수 있는 안테나로 상당히 잘 작동하는 것으로 밝혀지면 확실히 탐구할 가치가 있습니다."라고 Prohira는 말합니다. 말한다. 그러나 그는 "삼림 탐지기를 실행 불가능하게 만드는 특별한 물류 문제"가 있을 수 있다고 경고합니다.

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