物理学家想在月球“钻5千米深洞”

参考消息网6月9日报道 据英国《新科学家》周刊网站6月7日报道，一个物理学团队宣称，如果在月球上钻一个5千米深的洞，或许最终能发现证明质子可以分裂的证据。如果人类能看到这种前所未见的现象，将在统一相互矛盾的物理学理论方面获得进展。

粒子物理学的标准模型——我们对构成宇宙的力和粒子如何相互作用的最佳描述——认为，质子是稳定且永恒的。但这个模型也有缺点。最明显的缺点是，它未能将量子力学与爱因斯坦描述引力的相对论统一起来。相比之下，有些统一理论则认为，质子可以衰变为其他粒子，尽管很罕见。

这意味着，如果我们找到质子衰变的证据，这些更完整的模型可能是正确的，但地球上的实验从未发现过这种现象。

如今，意大利费拉拉国家核物理研究所的帕特里克·施滕格尔和他的同事们提议深入月球内部，寻找古代质子衰变为K介子的迹象。K介子由两个被称为夸克的基本粒子组成。

他们说，致密的月球岩石的矿物结构化学变化中可能保存了这种衰变的证据。深埋在地下的月岩被屏蔽得很严实。这意味着，这些证据不会与高能中微子等物质引发的类似反应相混淆。在地球上，大多数衰变是由宇宙射线撞击大气层产生的，因此该现象在没有大气层的月球上更为罕见。

施滕格尔和他的团队计算出，月球表面以下至少5千米处才会受到足够的屏蔽作用，因此需要运送一台强大的钻机到月球上获取样本。与在地球上相比，钻机在月球上可以钻到更深的地方——例如，俄罗斯的科拉超深钻孔的深度超过12千米。

然后，先进的显微镜设备将在月球上对岩石样本进行分析，因为样本在运送到地球的途中可能受到宇宙射线的污染。施滕格尔说：“这个想法存在很高的不确定性。你需要深入月球表面5千米以下，取出月球岩石，并使用尖端的显微镜技术——所有这些都非常困难。”

尽管困难重重，但仅评估100克月球岩石就足以搜寻质子衰变的证据，其灵敏度或将高于地球上的实验项目，比如日本的超级神冈中微子探测实验。该实验已耗资数亿美元，无法进一步扩大规模。

伦敦大学学院的戴维·沃特斯表示：“从根本上说，这个想法很有吸引力。不是靠重达数千吨的探测器运行好几年，而是观察很小的矿物样本，它们可能只有几十或几百克，其结构却记录了数亿年的粒子相互作用。”（编译/熊文苑）