
的答案已经足够好了,容我稍微跑一下题,补充一些别的东西。关于为什么说“也要考虑到历史的行程”问题。
其实神冈实验不仅仅是自身设计上的优秀,能同时占到地利和人和这两条,并不如大家想像中那么困难。
然而神冈在某种意义上占到了天时。
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神冈最初设计的科学目标是探测质子衰变,这注定会成为一个悲剧的实验目标。(当然迄今为止仍然没有一个实验能够探测到质子衰变,或者可能到人类文明灭绝的那天也观测不到wwwwww)实验设施从1982年开始建设,于第二年建成。如兰姆所言,KamiokaNDE击败了美国同行的项目,然而这个击败,却是在“质子衰变探测器”这个项目上击败了对手,而它日后的成功,却又和质子衰变毫无关系。
后来,小柴决定把设施用于太阳中微子的观测。为了达到中微子测量需要的低本底要求,开始了对净水系统,电子学系统的全面升级,包括增建了一个起屏蔽作用的outer detector,升级后的设施取名为Kamiokande-II,于1985年完工。
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然而接下来的两年,从1985到1986,Kamiokande-II都一直被噪声困扰,由于它的存在,trigger会频繁地探测到衰变的事例,整个数据里到处都充斥着恼人的本底。一直到1987年年年初,水净化系统才终于把这些讨厌本底清除掉,世界终于安静了下来。升级后的神冈实验终于开始了它的试运行,进入采集数据环节,等待着在未来为解决“太阳中微子之谜”做出一点贡献。[1]
1987年2月23日,超新星1987A爆发。这是自1604以后,三百多年以来以来观测到的最为明亮的一颗超新星。
处于试运行状态的神冈实验最终意外记录下了11个中微子事例,居全部三个探测器之首。(IMB 8个,Baksan 5个,不要吐槽,真的已经非常多了)1987A距离仅为16万光年,视星等2.9等,即便如此也只记录到聊聊十数个事例,然而这样的观测机会,平均也要200年,才能有幸碰上一次。而且1987A在南半球天球上,这意味着大半个地球成为了Kamiokande-II天然的屏蔽层。
这次幸运的测量,通过这一点微小的流量,验证了关于超新星模型当中中微子带走绝大部分能量的结论。启发了“超新星早期预警系统”的理念(超新星中微子早于可见光到达地球),然而我们都知道,这样的超新星爆发是可遇不可求的。被幸运女神眷顾的超新星中微子观测,在未来漫长的岁月里,都会只有这一段传说。
当然,后来的Kamiokande-II升级为Super-Kamiokande,继续完美地履行了它的使命,完成了中微子振荡的测量,再到摘下诺贝尔奖章,岁月静好。
然而,倘若当初,没有在那命运一刻到来的几周之前,解决掉净水系统和本底的问题,从而错过了这块意外的甜点的话。今天的小柴,会不会怅然若失呢?
[1]Physics and Astrophysics of Neutrinos. Tokyo: Springer Japan, 1994. 406-408.
[2]
PS:邢志峰是民科,邢志忠老师可不是哦。别弄混了。
