來自宇宙的各種微小粒子正穿越你周圍空間,但它們不會留下任何聲音、氣味或感覺。最近德拉瓦大學物理學教授 Spencer Axani 發明一種緊湊型渺子探測器,所有電子零件組裝成本僅 100 美元,從課堂學生到大型實驗專業科學家,這台口袋型裝置讓探測宇宙射線變得觸手可及。
宇宙射線是由超新星爆炸、伽馬射線暴、耀變體等極端天體事件產生的高能粒子,從太空以接近光速的速度衝向地球。當這些粒子撞上大氣層高處分子會引發一連串粒子碰撞反應,重要產物之一包括能一路抵達地表、甚至深入地底的緲子(muon)。
緲子對人體完全無害,此刻就有大量緲子及微中子穿越你的身體,但你完全不會有感覺。
由於緲子攜帶創造它們的宇宙射線線索,透過測量緲子,物理學家可以推算原始宇宙射線能量、質量與方向,進而研究超新星、伽馬射線暴等極端天體事件;緲子用途也不限於太空研究,由於這種基本粒子能穿透牆壁、岩石與人體組織且不造成損傷,因此還能用來透視大型結構,比如 2016 年就有科學家利用緲子技術,在吉薩大金字塔內部發現一條未知走廊。
為幫助更多人理解宇宙極端現象,德拉瓦大學物理學教授 Spencer Axani 發明一款僅餅乾盒大小的緲子偵測器「CosmicWatch」,全部電子零件只需約 100 美元即可組裝,每當緲子穿過裝置,它就會亮燈、記錄事件並儲存數據供後續分析。
最新第三版 CosmicWatch 可以監控周遭環境、承受高輻射環境,更快速收集數據,目前已用於德拉瓦大學 NuDot 實驗(微中子研究)、洛斯阿拉莫斯實驗室 CCM 暗物質偵測器校準工作,也正開發搭載於太空船以測量原始宇宙射線的版本。
Spencer Axani 下一步目標是建立全球公民科學網路,讓世界各地的使用者上傳當地緲子偵測數據到共享平台,形成全球規模的粒子物理觀測網,也將新一代科學家引入粒子物理領域。
(首圖來源:pixabay)






