地外文明和缪子加速器

SETI，是英文Search for Extra-Terrestrial Intelligence的缩写，即搜寻地外文明计划。英文的维基百科对此有很好的介绍。

看过Judie Foster演的《Contact》的人知道Foster是如何搜寻地外文明的，那是今天大多数搜寻地外文明活动的样板。Carl Sagan同学的原小说我没有读过，但他确实对这项事业很上心。

做一回文抄公，根据维基，用射电手段搜索地外文明起源于1960年，一帮康奈尔大学闲着没事干的家伙做了第一个实验，实验的工具是一个直径为25米的射电望远镜。结果当然是一无所获，但我佩服这帮人的想象力。用一位当年目击第一次火箭实验的家伙的话来说，这帮人不是一般的nut（狂人），是超级 nut。Carl Sagan还和前苏联的Iosif Shklovskii 一同合作了一本著作《Intelligent Life in the Universe》，发表的年代正是我们的人类历史上史无前例的文化大革命的开始。

1971年，美国航天部启动了一个SETI计划，准备花1百亿美金建造一个巨大的射电望远镜阵列，该计划没有实施。1977年，《Contact》电影的开头部分实际发生了，一位老兄收到了地外信号，画出一个WOW字样。

大部分SETI计划都和射电有关，也有人设想地外文明会利用激光和我们联系。激光发明人之一Charles Townes也发表了利用激光做SETI的想法。

我今天谈SETI的原因是看到了一篇新文章：

SETI and muon collider

该文论证，也许\mu子加速器是做SETI最好的工具，因为这种加速器可以产生大量的高能中微子，地外文明很有可能用中微子来和我们联系。就像一般加速器一样，缪子碰撞产生出来的中微子可以形成一个窄的有一定长度像铅笔一样的中微子束。缪子能量越高，中微子束的张角越小。如果从很远的有高级文明的星球发射到我们这儿，需要调节张角以达到照射地球的目的。

该文作者做了一个简单的计算，假如20光年之外的外星人建造一个能量为200 Tev的的缪子加速器，那么地球上正在建造的中微子探测器，如位于南极的IceCube，可以每年探测到10个左右事例。这些事例超过了宇宙射线造成的本底。


出自国内的理论物理学家李淼的BLOG [url]http://limiao.net/679[/url]

長見識了。

[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E4%B8%AD%E5%BE%AE%E5%AD%90%E5%A4%A9%E6%96%87%E5%AD%A6&variant=zh-cn]http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E4%B8%AD%E5%BE%AE%E5%AD%90%E5%A4%A9%E6%96%87%E5%AD%A6&variant=zh-cn[/url]

[b]中微子天文学[/b]以测量[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E4%B8%AD%E5%BE%AE%E5%AD%90&variant=zh-cn]中微子[/url]的流量为主要手段，研究天体物理过程。[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%81%92%E6%98%9F&variant=zh-cn]恒星[/url]内部的核反应、[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%B6%85%E6%96%B0%E6%98%9F%E7%88%86%E5%8F%91&variant=zh-cn]超新星爆发[/url]等过程都会发出大量的中微子。中微子是一种轻子，不参与[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%BC%BA%E7%9B%B8%E4%BA%92%E4%BD%9C%E7%94%A8&variant=zh-cn]强相互作用[/url]和[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%94%B5%E7%A3%81%E7%9B%B8%E4%BA%92%E4%BD%9C%E7%94%A8&variant=zh-cn]电磁相互作用[/url]，与普通物质的反应截面很小，[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%B9%B3%E5%9D%87%E8%87%AA%E7%94%B1%E7%A8%8B&action=edit&redlink=1]平均自由程[/url]很长，给探测带来了很大的困难。[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%A4%AA%E9%98%B3&variant=zh-cn]太阳[/url]中微子是在太阳内部核反应过程中产生的，在地球附近具有很高的流量

20世纪60年代晚期，在美国物理学家[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%9B%B7%E8%92%99%E5%BE%B7%C2%B7%E6%88%B4%E7%BB%B4%E6%96%AF&variant=zh-cn]雷蒙德·戴维斯[/url]的领导下，美国在[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%8D%97%E8%BE%BE%E7%A7%91%E4%BB%96%E5%B7%9E&variant=zh-cn]南达科他州[/url]一个深达1500米的金矿中建造了Homestake探测器，装了38万升[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%9B%9B%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF&variant=zh-cn]四氯乙烯[/url]溶液，用于测量太阳的中微子流量。但是观测到的流量与根据[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%A0%87%E5%87%86%E5%A4%AA%E9%98%B3%E6%A8%A1%E5%9E%8B&action=edit&redlink=1]标准太阳模型[/url]计算的结果有很大的偏差，大约只有后者的三分之一，这就是著名的[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%A4%AA%E9%98%B3%E4%B8%AD%E5%BE%AE%E5%AD%90%E9%97%AE%E9%A2%98&variant=zh-cn]太阳中微子问题[/url]。

1982年，日本科学家[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%B0%8F%E6%9F%B4%E6%98%8C%E4%BF%8A&variant=zh-cn]小柴昌俊[/url]在一个深达1000米的废弃砷矿中领导建造了[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%A5%9E%E5%86%88%E6%8E%A2%E6%B5%8B%E5%99%A8&variant=zh-cn]神冈探测器[/url]，最初目标是探测质子衰变，也可以利用中微子在水中产生的[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%88%87%E4%BC%A6%E7%A7%91%E5%A4%AB%E8%BE%90%E5%B0%84&variant=zh-cn]切伦科夫辐射[/url]来探测中微子。1987年2月，在[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%93%B6%E6%B2%B3%E7%B3%BB&variant=zh-cn]银河系[/url]的邻近星系[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%A4%A7%E9%BA%A5%E5%93%B2%E5%80%AB%E9%9B%B2&variant=zh-cn]大麦哲伦云[/url]中发生了[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%B6%85%E6%96%B0%E6%98%9F1987A&variant=zh-cn]超新星1987A[/url]的爆发。日本的神冈探测器和美国的Homestake探测器几乎同时接收到了来自超新星1987A的19个中微子，这是人类首次探测到来自太阳系以外的中微子，在中微子天文学的历史上具有划时代的意义。

20世纪90年代，神冈探测器经过改造，名为[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%B6%85%E7%BA%A7%E7%A5%9E%E5%86%88%E6%8E%A2%E6%B5%8B%E5%99%A8&variant=zh-cn]超级神冈探测器[/url]，容量扩大了十倍。1998年，超级神冈探测器首次发现了[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E4%B8%AD%E5%BE%AE%E5%AD%90%E6%8C%AF%E8%8D%A1&variant=zh-cn]中微子振荡[/url]的确切证据，表明三种中微子是可以相互转换的，为解决太阳中微子问题指明了道路。

2001年，[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%8A%A0%E6%8B%BF%E5%A4%A7&variant=zh-cn]加拿大[/url]的[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%90%A8%E5%BE%B7%E4%BC%AF%E9%87%8C%E4%B8%AD%E5%BE%AE%E5%AD%90%E5%A4%A9%E6%96%87%E5%8F%B0&variant=zh-cn]萨德伯里中微子天文台[/url]发表了测量结果[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E4%B8%AD%E5%BE%AE%E5%AD%90%E5%A4%A9%E6%96%87%E5%AD%A6&variant=zh-cn#_note-0][1][/url]，探测到了太阳发出的全部三种中微子，证实了太阳中微子在达到地球途中发生了相互转换，三种中微子的总流量与标准太阳模型的预言符合得很好，基本解决了太阳中微子缺失的问题。

2002年，雷蒙德·戴维斯和小柴昌俊因在中微子天文学的开创性贡献而获得[url=http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%AF%BA%E8%B4%9D%E5%B0%94%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%A6%E5%A5%96&variant=zh-cn]诺贝尔物理学奖[/url]。

[em01] 長見識了。