這一批「夠純」! 低輻射超純電纜避免假訊號干擾 揭示物理學中稀有事件

想像一下,你試圖調整收音機到某一個頻道,卻只收到靜態噪音和來自自己設備的干擾信號。這正是那些尋找極為稀有事件證據的研究團隊所面臨的挑戰,而這些事件有望幫助我們理解宇宙中物質的起源和本質。事實證明,當你試圖調整到宇宙中一些最微弱的信號時,擁有超級純淨的儀器是很有幫助的。

來自太平洋西北國家實驗室(PNNL)的一組科學家,與加利福尼亞的Q-Flex Inc. 合作,成功製造了使用超純材料的電子電纜。這些電纜的輻射污染水平極低,因此不會干擾對中微子和暗物質的高敏感度實驗。

這些電纜是特別設計和製造的,用來在每一步處理過程中評估鈾、釷和鉀的量,以便最終生產出一個探測器電纜。這個研究團隊還開發了特殊的清潔和製造技術,將污染降低到微不足道的程度,進行了數百次測量,確保其絕對的純淨度。

這是電纜面板圖片。頂部的圖片展示了一整塊樣板,中間是電纜,邊緣是可以拆除的小片。底部的圖片則是電纜上的細節特寫。(圖/《EPJ Techniques and Instrumentation》)
這是電纜面板圖片。頂部的圖片展示了一整塊樣板,中間是電纜,邊緣是可以拆除的小片。底部的圖片則是電纜上的細節特寫。(圖/《EPJ Techniques and Instrumentation》)

「我們每一步都在努力去掉可能的干擾,目標就是要更接近找到『暗物質』或特殊的『中微子』變化的證據。」主要研究員理查德·薩爾丹哈(Richard Saldanha)說。

有效提升量子計算能力

他們的發現,超純電纜不僅可以應用於物理實驗,未來也有可能用於量子計算。他們認為,未來的量子設備可能需要低輻射電纜來提高性能。

「暗物質」佔據了宇宙物質的大約85%,卻從未直接被觀察到,只能通過它對宇宙的引力影響來推斷。更加吸引人的是,為什麼宇宙中會存在物質可能取決於物質的最小已知粒子——中微子的一個獨特性質。

科學家們正在建造由多噸敏感材料組成的大型實驗裝置,希望在未來十年內找到無中微子雙β衰變的第一個證據。這一切的努力,都在等待著那一個能解釋宇宙之謎的「啊哈!」時刻的到來。

這項創新不僅使科學家們在追求宇宙奧秘的道路上邁出了一大步,也為我們揭開物理學中那些深奧而難以觸及的秘密提供了一把鑰匙,打開了一扇通往未知世界的大門。本篇研究已刊登於最新一期的《EPJ技術與儀器》。

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參考論文:

1.Ultra-low radioactivity flexible printed cables.EPJ Techniques and Instrumentation

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