本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
中微子正值热潮。它们正在穿越欧洲(究竟有多快正在审查中),它们在中国改变风味,现在,它们正在伊利诺伊州的基岩中携带初步信息。
一个物理学家团队在伊利诺伊州巴塔维亚的费米国家加速器实验室用中微子束编码了一段简短的字母,并将信息发送到一个超过一公里外的探测器。在旅程中,中微子穿过了240米的坚固岩石,主要是页岩。他们在初步演示中传输的词是什么?“中微子”。该实验在一篇论文中描述,该论文发布在物理学预印本服务器arXiv.org上。
人们已经提出了中微子用于各种通信场景,在这些场景中,无线电波或光信号不足。中微子很少与普通物质相互作用,并且它们很容易穿过可以屏蔽大多数其他粒子的固体。因此,中微子束可以用于通过地球发送信息,或与停在火星远端、超出无线电联系范围的行星探测器进行通信。
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但是,使中微子如此吸引人的通信方面的滑溜性也使其难以使用。即使在最大的探测器中,几乎所有中微子束中的中微子都会直接穿过。在费米实验室的实验中,物理学家将质子束射入碳靶,以产生称为π介子和K介子的粒子簇射,这些粒子簇射迅速衰变为中微子。对于每脉冲22.5万亿个质子,物理学家在170吨MINERvA探测器中平均记录到0.81个中微子。
换句话说,即使受益于世界一流的质子加速器和巨大的粒子探测器,基于中微子的通信也远非高效。通过使用一系列开-关脉冲来通信数字0和1,以ASCII代码的位来表示他们的一个词的信息,物理学家实现了大约每秒0.1比特的数据速率。按照这个速率,准确地中继简单的信息“中微子”花费了六分钟以上,这还不包括同步信号传输所需的额外比特。传输非营利组织互联网存档存储的全部5.8拍字节的数据将花费约150亿年——只比宇宙的年龄稍长一点。