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如何从地下半英里预测天气:关注μ子

探索μ子气象学,科学家们利用深埋地下的粒子探测器预测局部温度,探测宇宙射线。

作者:Nina Bai
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大多数人通过查看在线信息、收看天气频道或仅仅是向窗外看一眼来了解天气。但有一群物理学家拒绝随波逐流,而是通过检查位于地下近半英里深处的粒子探测器来预测局部温度,精度可达1°C。花很多时间在地球表面以下的地方可能会让人如此。该探测器位于明尼苏达州一个前矿井改造的粒子物理实验室中,是一项中微子研究项目的一部分,但它也可以探测到其他被称为μ子的粒子。当来自外太空的高能宇宙射线与地球上层大气中的原子碰撞时,会产生被称为π介子的粒子,这些粒子会迅速衰变为μ子。μ子带负电——类似于较重的电子——并且许多μ子具有足够的能量穿透地下。由于冷空气密度更大,μ子水平在寒冷天气中会下降,并且π介子更有可能在衰变为μ子之前与原子碰撞而被破坏。研究人员表示,该粒子探测器可以追踪平流层中的每日温度,而平流层中的温度会影响低层大气中的天气。尽管一些专家怀疑μ子气象学能否挑战当前天气预报技术的精确度(后者依赖于气球和卫星),但研究员斯科特·奥斯普雷表示,更大的探测器将意味着更精确的预测。“唯一的限制是探测器的大小,”他说。相关内容: 发现杂志:历史上最大的天气控制失误 发现杂志:你能听到气象学吗? 发现杂志:暗物质的挖掘 发现杂志:揭示引力

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图片:flickr / 雨城

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