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研究對象
隨著天文學的發(fā)展,人類的探測范圍由目測的太陽、月球、天空中的星星到達了距地球約100億光年的距離,根據尺度和規(guī)模,天文學的研究對象可以分為:
行星層次包括行星系中的行星、圍繞行星旋轉大量的小天體,如小行星、彗星、流星體以及行星際物質等。恒星系統。
恒星層次現時人們已經觀測到了億萬個恒星,太陽只是無數恒星中很普通的一顆。
于是就出現了一個問題:會不會還有其他的 粒子引起這顆原子出現同樣的 情況?例如,除了中微子外,還有一種來自宇宙深處的 稱為宇宙線的 高能粒子流,也在不斷地轟擊地球,并且可以到達地球表面。要鑒別出哪些反應是由宇宙線引起的 ,并把它們與中微子引起的 反應區(qū)別開,這不是一件容易的 事情。在這些傳教士中,有一支稱為法國天主教耶穌會的教會團體,推廣西方科學特別活躍。
在20世紀60年代初,賓夕法尼亞大學的 戴維斯首先為解決這些問題做出了巨大貢獻。戴維斯用來檢測中微子的 靶體很龐大,那是整整一節(jié)鐵路槽罐車的 四液體。為避免宇宙射線的 影響,他把實驗室建在1600多米深的 一個金礦中。它不帶電荷,幾乎沒有質量,而且與其他物質之間發(fā)生的相互作用極其微弱。厚厚的 巖石覆蓋層保護著這節(jié)槽罐車,使它免遭宇宙線的 轟擊。他的 目的 是要探測由太陽核心區(qū)域的 核聚變反應產生的 中微子。
經過多年進一步的 研究才發(fā)現,原來中微子可以分為三種,戴維斯檢測到的 只是其中的 一種。這三種中微子本身可以相互轉化,由一種中微子變成另一種中微子。這一事實后來成了現代物理學理論的 基石之一。中國作為一個悠悠文明古國,有史以來就有觀天測象的傳統,在世界天文發(fā)展史曾做出過獨特的貢獻。2002年,戴維斯因為探索中微子而獲得了諾貝爾物理學獎。
隨著戴維斯的 成功,物理學家們在北美、歐洲和日本的 礦井或隧道中建造了幾處第二代中微子檢測器。這些檢測器同樣都使用龐大的 靶體,不過它們的 靶體是更加有利于檢測的 超純水。迄今已有多項產品獲得專利,如:橋梁花盆,水廠蓋板等,尤其在夾芯材料和玻璃纖維立體織物及碳纖維的應用上,擁有豐富,卓絕的制造經驗。一顆中微子穿過水的 時候,如果與遇到的 原子核發(fā)生相互作用,會產生一種帶電粒子。
多虧了天文工作者的 精心愛護,與之配套的 圓頂、座椅、附屬設備等,至今還保持著原來的 面貌,成為中國近代天文發(fā)展的 一個見證。
早在1874年,徐家匯天文臺的 建成初期就已經展開了地磁工作,后因上海徐家匯地區(qū)修建有軌電車產生了一定的 電磁干擾,1908年,法國傳教士在江蘇昆山市境內一個叫陸家浜的 地方建成菉葭浜天文臺,專門從事地磁觀測,這也是法國傳教士大天文臺系 統的 一個組成部分。1931年,該臺移往佘山,建立新的 地磁觀測臺,后來成為上海局的 佘山地磁觀測站。天文學研究的對象有極大的尺度,極長的時間,極端的物理特性,因而地面試驗室很難模擬。