1. 我國(guó)中微子探測(cè)實(shí)驗(yàn)利用光電管

中微子通信是利用中微子運(yùn)載信息的一種通信方式,。中微子是一種質(zhì)量極小,，又不帶電的中性基本微粒。它能以近光速進(jìn)行直線傳播,，并極易穿透鋼鐵,、海水，以至整個(gè)地球,，而本身能量損失很少,，因此是一種十分誘人的理想信息載體,。

用高能質(zhì)子加速器來(lái)加速質(zhì)子，以獲得幾千億電子伏特的高能的電子束,。然后用它來(lái)轟擊靶子,，從而產(chǎn)生不穩(wěn)定的粒子。這些粒子通過(guò)不斷的變化,，最后形成中微子和其他粒子,，然后讓它們通過(guò)厚鋼板，把帶電的粒子篩掉,，就得到了不帶電的中微子束,。用中微子束掃描物體后，這些中微子穿越水的時(shí)候會(huì)發(fā)出藍(lán)色的光,，用光電増倍器接受,，就能獲得信息。1982年12月底中微子通信技術(shù)首次試驗(yàn)成功,。

2. 中微子探測(cè)器為什么在地下

中微子通訊離實(shí)際應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走,。

由于中微子信號(hào)強(qiáng)度隨著距離的增加而減小，因此發(fā)射信息到足夠遠(yuǎn)的地方需要比目前所能獲得的粒子束強(qiáng)度要大的多才可行,。同時(shí)中微子探測(cè)器本身也是非常復(fù)雜的,，需要進(jìn)一步簡(jiǎn)化才能作為可以被利用的通訊裝置。

3. 中微子的探測(cè)

中微子是組成自然界的最基本的粒子之一,，常用符號(hào)ν表示,。中微子不帶電，自旋為1/2,，質(zhì)量非常輕（小于電子的百萬(wàn)分之一）,，以接近光速運(yùn)動(dòng)。

粒子物理的研究結(jié)果表明,，構(gòu)成物質(zhì)世界的最基本的粒子有12種,，包括6種夸克（上、下,、奇異,、粲、底,、頂）,，3種帶電輕子（電子、繆子和陶子）和3種中微子（電子中微子,，繆中微子和陶中微子）,。中微子是1930年德國(guó)物理學(xué)家泡利為了解釋貝塔衰變中能量似乎不守恒而提出的，五十年代才被實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到,。

中微子只參與非常微弱的弱相互作用,，具有最強(qiáng)的穿透力,。穿越地球直徑那么厚的物質(zhì)，在100億個(gè)中微子中只有一個(gè)會(huì)與物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),，因此中微子的檢測(cè)非常困難,。正因?yàn)槿绱耍谒械幕玖Ｗ?，人們?duì)中微子了解最晚,，也最少。實(shí)際上,，大多數(shù)粒子物理和核物理過(guò)程都伴隨著中微子的產(chǎn)生,，例如核反應(yīng)堆發(fā)電（核裂變）、太陽(yáng)發(fā)光（核聚變）,、天然放射性（貝塔衰變）,、超新星爆發(fā)、宇宙射線等等,。宇宙中充斥著大量的中微子,，大部分為宇宙大爆炸的殘留，大約為每立方厘米100個(gè),。

1998年，日本超級(jí)神崗實(shí)驗(yàn)以確鑿的證據(jù)發(fā)現(xiàn)了中微子振蕩現(xiàn)象,，即一種中微子能夠轉(zhuǎn)換為另一種中微子,。這間接證明了中微子具有微小的質(zhì)量。此后,，這一結(jié)果得到了許多實(shí)驗(yàn)的證實(shí),。中微子振蕩尚未完全研究清楚，它不僅在微觀世界最基本的規(guī)律中起著重要作用,，而且與宇宙的起源與演化有關(guān),，例如宇宙中物質(zhì)與反物質(zhì)的不對(duì)稱很有可能是由中微子造成。

由于探測(cè)技術(shù)的提高,，人們可以觀測(cè)到來(lái)自天體的中微子,，導(dǎo)致了一種新的天文觀測(cè)手段的產(chǎn)生。美國(guó)正在南極洲冰層中建造一個(gè)立方公里大的中微子天文望遠(yuǎn)鏡——冰立方,。法國(guó),、意大利、俄羅斯也分別在地中海和貝加爾湖中建造中微子天文望遠(yuǎn)鏡,。KamLAND觀測(cè)到了來(lái)自地心的中微子,，可以用來(lái)研究地球構(gòu)造。

中微子有大量謎團(tuán)尚未解開(kāi),。首先它的質(zhì)量尚未直接測(cè)到,，大小未知,；其次，它的反粒子是它自己還是另外一種粒子,；第三,，中微子振蕩還有兩個(gè)參數(shù)未測(cè)到，而這兩個(gè)參數(shù)很可能與宇宙中反物質(zhì)缺失之謎有關(guān),；第四,，它有沒(méi)有磁矩；等等,。因此,，中微子成了粒子物理、天體物理,、宇宙學(xué),、地球物理的交叉與熱點(diǎn)學(xué)科。

什么是中微子,？

中微子個(gè)頭小,，不帶電，可自由穿過(guò)地球,，幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生作用,，號(hào)稱宇宙間的“隱身人”?？茖W(xué)家觀測(cè)它頗費(fèi)周折,，從預(yù)言它的存在到發(fā)現(xiàn)它，用了10多年的時(shí)間,。

要說(shuō)中微子,，就不得不提它的“老大哥”——原子基本組成之一的中子。中子在衰變成質(zhì)子和電子（β衰變）時(shí),，能量會(huì)出現(xiàn)虧損。物理學(xué)上著名的哥本哈根學(xué)派鼻祖尼爾斯·玻爾據(jù)此認(rèn)為,，β衰變過(guò)程中能量守恒定律失效,。

1931年春，國(guó)際核物理會(huì)議在羅馬召開(kāi),，當(dāng)時(shí)世界最頂尖的核物理學(xué)家匯聚一堂,，其中有海森堡、泡利,、居里夫人等,。泡利在會(huì)上提出，β衰變過(guò)程中能量守恒定律仍然是正確的,，能量虧損的原因是因?yàn)橹凶幼鳛橐环N大質(zhì)量的中性粒子在衰變過(guò)程中變成了質(zhì)子,、電子和一種質(zhì)量小的中性粒子,，正是這種小質(zhì)量粒子將能量帶走了。泡利預(yù)言的這個(gè)竊走能量的“小偷”就是中微子,。

4. 中國(guó)中微子探測(cè)器

通常所說(shuō)的中微子,，實(shí)際上有六種，分別是“電子中微子”及其“反粒子”,、“μ子中微子”及其反粒子,，和“τ子中微子”及其反粒子。它們對(duì)應(yīng)于不同的“弱相互作用過(guò)程”,。例如,，原子核發(fā)生“β+衰變”（不包括“軌道電子俘獲”）時(shí)，會(huì)釋放“電子中微子”,，而發(fā)生“β-衰變”（即放出電子的衰變）時(shí),，會(huì)釋放“電子反中微子”。而“μ子中微子”和“τ子中微子”對(duì)應(yīng)于“μ子”和“τ子”的衰變,。那些都是“不穩(wěn)定粒子”,，只在高能物理實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生。

這些中微子的探測(cè)方法,，有“相同”的,，就是所有中微子都發(fā)生這個(gè)作用的，例如“中微子對(duì)原子核的相干散射”,。也有不相同,。

5. 我國(guó)中微子探測(cè)實(shí)驗(yàn)利用光電管理技術(shù)

作用如下：

1、光譜學(xué)：紫外/可見(jiàn)/近紅外分光光度計(jì),，原子吸收分光光度計(jì)，發(fā)光分光光度計(jì),，熒光分光光度計(jì),，拉曼分光光度計(jì)，其他液相或氣相色譜如X光衍射儀,、X光熒光分析和電子顯微鏡等,。

　　2、質(zhì)量光譜學(xué)與固體表面分析：固體表面分析,，這種技術(shù)在半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域被用于半導(dǎo)體的檢查中,，如缺陷、表面分析,、吸附等,。電子、離子,、X射線一般采用電子倍增器或MCP來(lái)測(cè)定,。

　　3,、環(huán)境監(jiān)測(cè)：塵埃粒子計(jì)數(shù)器，濁度計(jì),，NOX,、SOX檢測(cè)。

　　4,、生物技術(shù)：細(xì)胞分類計(jì)數(shù)和用于對(duì)細(xì)胞,、化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行解析的熒光計(jì)。

　　5,、醫(yī)療應(yīng)用：γ相機(jī),，正電子CT，液體閃爍計(jì)數(shù),，血液,、尿液檢查，用同位素,、酶,、熒光、化學(xué)發(fā)光,、生物發(fā)光物質(zhì)等標(biāo)定的抗原體的定量測(cè)定,。其他如X光時(shí)間計(jì)，用以保證膠片得到準(zhǔn)確的曝光量,。

　　6,、射線測(cè)定：低水平的α射線，β射線和γ射線的檢測(cè),。

　　7,、資源調(diào)查：石油測(cè)井，用于判斷油井周圍的地層類型及密度,。工業(yè)計(jì)測(cè)：厚度計(jì),，半導(dǎo)體檢查系統(tǒng)。

　　8,、攝影印刷：彩色掃描,，把彩色分解成三原色（紅、綠,、蘭）和黑色,，作為圖象數(shù)據(jù)讀出。高能物理——加速器實(shí)驗(yàn)：輻射計(jì)數(shù)器,，TOF計(jì)數(shù)器,，契倫柯夫計(jì)數(shù)器，熱量計(jì)。中微子,、正電子衰變實(shí)驗(yàn),，宇宙線檢測(cè)：中微子實(shí)驗(yàn)，空氣浴計(jì)數(shù)器,，天體X線探測(cè),，恒星及星際塵埃散亂光的測(cè)定。

　　9,、激光：激光雷達(dá),，熒光壽命測(cè)定。

　　10,、等離子體：等離子體探測(cè),，使用光電倍增管用來(lái)計(jì)測(cè)等離子中的雜質(zhì)。

6. 我國(guó)中微子探測(cè)實(shí)驗(yàn)利用光電管嗎

粒子在物理學(xué)和其他科學(xué)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用和重要的作用,。以下是一些粒子的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域：

1. 基本粒子物理學(xué)：粒子物理學(xué)研究了組成物質(zhì)的基本粒子,，如夸克、電子,、中微子等,。通過(guò)研究這些基本粒子的性質(zhì)和相互作用，可以深入了解宇宙的起源,、物質(zhì)的組成以及基本相互作用的規(guī)律,。

2. 醫(yī)學(xué)影像學(xué)：粒子在醫(yī)學(xué)影像學(xué)中被廣泛應(yīng)用。例如,，X射線被用于檢查和診斷骨折,、腫瘤和其他疾病。正電子發(fā)射斷層掃描（PET）和單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（SPECT）等技術(shù)利用放射性核素粒子追蹤器來(lái)幫助診斷和治療,。

3. 粒子加速器和同步輻射：粒子加速器被用于產(chǎn)生高能粒子束,，可在粒子物理研究、核能研究,、輻射治療和同步輻射實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用,。同步輻射產(chǎn)生的高強(qiáng)度X射線光束在材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和其他領(lǐng)域中用于結(jié)構(gòu)分析和研究,。

4. 半導(dǎo)體技術(shù)：半導(dǎo)體器件如晶體管和集成電路是現(xiàn)代電子技術(shù)的基礎(chǔ)。通過(guò)控制和操作電子等粒子在半導(dǎo)體材料中的行為,，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī),、通信和各種電子設(shè)備的發(fā)展。

5. 環(huán)境和材料科學(xué)：粒子在環(huán)境污染控制,、空氣質(zhì)量測(cè)量,、污水處理和材料表征等方面發(fā)揮作用。例如，氣溶膠粒子在大氣污染的形成和傳輸中起到重要的角色,，而納米顆粒用于材料科學(xué)和納米技術(shù)的研究,。

總之，粒子在科學(xué)研究,、醫(yī)學(xué),、技術(shù)和工程等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。不同類型的粒子通過(guò)其特定的性質(zhì)和相互作用,，為我們提供了深入理解和使用物質(zhì)的工具和基礎(chǔ),。

7. 中微子觀測(cè)

1930年，一名物理學(xué)家泡利根據(jù)“能量守恒”的定律,，提出了還存在未知粒子的假說(shuō),，并在第二年將其命名為“中微子”，認(rèn)為它是在原子核當(dāng)中,。

然而這些還只是一種假設(shè),，直到20多年以后，1956年,，美國(guó)科學(xué)家們才在一次實(shí)驗(yàn)中成功觀測(cè)到了中微子的存在,。因?yàn)橹形⒆拥纳衩睾吞綔y(cè)難度大，人們也將它叫做是“鬼微子”和宇宙“隱身人”,。

8. 我國(guó)中微子探測(cè)實(shí)驗(yàn)利用光電管把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)

鎵和鍺是兩種重要的半導(dǎo)體材料,，它們?cè)陔娮庸I(yè)和光電子領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

1. 鎵的應(yīng)用：

   - 半導(dǎo)體器件：鎵是最常用的半導(dǎo)體材料之一,，它被用于制造各種電子器件,，如二極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）和集成電路（IC）等,。

   - 光電子器件：鎵也被用于制造激光二極管,、LED和太陽(yáng)能電池等光電子器件，可用于實(shí)現(xiàn)光通信,、顯示屏幕和光伏發(fā)電等應(yīng)用,。

   - 光纖通信：鎵摻雜光纖可用于光纖通信中的放大器和激光器等設(shè)備。

2. 鍺的應(yīng)用：

   - 紅外光學(xué)：鍺是一種透明于中紅外波段的材料,，在紅外光學(xué)器件中被廣泛用于制造紅外窗口,、透鏡和紅外傳感器等。

   - 半導(dǎo)體器件：鍺也可以用于制造高速晶體管和光電器件等半導(dǎo)體器件,。

   - 核反應(yīng)堆：由于鍺具有較高的截面積,，它可以用于核能產(chǎn)業(yè)中的中微子和伽馬射線探測(cè)器。

總的來(lái)說(shuō),，鎵和鍺在電子和光電子領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,，使得它們成為現(xiàn)代科技發(fā)展中不可或缺的材料之一,。