什么是中微子呢？这个“幽灵粒子”将给人类带来前所未有的光明？，中微子是什么

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最近十分怀念在国科大上课的日子，国科大是一个拥有自由学术氛围的地方。

我记得当年在国科大上课的时候，有一位老师让我们发挥奇思妙想。有位同学是这么说的：如果可以实现中微子通信，那么就可以取代目前的卫星通信，实现更高的通信效率。

那么什么是中微子呢？

实际上，中微子也与质子、电子一样，是构成原子的基本粒子之一。

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只不过它的质量很轻，连电子的万分之一都抵不上，而且呈现中性。它与其他粒子之间只存在微弱的相互作用力，而不存在电磁力的作用。物质对于中微子来说无法构成任何障碍。打个形象的比方，中微子能够穿越100光年厚度的钢，并且几乎不会减速。

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也就是说从南美洲可以使用中微子束穿过地球直接传至北京。人们假如将中微子束加以调制，就可以使其包含有用信息，在地球上任意两点进行通信联系，无需昂贵而复杂的卫星或微波站，这便是中微子通信技术。

除此之外，高能中微子束的强穿透性使得与深海领域进行单向通信称为可能。

目前，在水下只有极低频(elf)小于100HZ的无线电传输才能提供高速和对应深度的通信。由于极低的带宽、高噪声水平和难以产生高功率信号，极低频数据速率非常低，大约为每分钟1位。而以几千赫的频率进行无线电传输(非常低的频率，vlf)替代使用，提供周围的数据速率50位每秒 。

然而，非常低的频率的海水渗透率是有限的。这需要电线天线，浮动接近表面，这种操作限制性很大。水下自由通信的这个瓶颈问题至今还没有攻克，这个问题也极大的限制了深海能源开采，深海探测的发展。

Huber P. Submarine neutrino communication[J]. Physics Letters B, 2010, 692(4):268-271.

关于中微子最火热的一个实验是“minos experiment”，2007年，美国费米国家实验室向芝加哥到明尼苏达州北部的一个矿场发射了一束中微子，其距离超过700公里。

费米国家实验室

在为期两年的实验中，中微子束在5000吨的探测器中产生了730个介子。这相当于每12小时出现一个中微子事件。显然，至少需要改进6个数量级。

P. Adamson, et al., Phys. Rev. Lett. 101 (2008) 131802, arXiv:0806.2237.

就目前来看，有关中微子的的研究还没有走向应用，比如在潜艇通信方面，为了使用一个中微子束发送消息，我们又必要知道潜艇的位置在范围1 ~5公里内。不过众所周知，潜艇的位置是一种绝密的存在。

Search for neutrinos from decaying dark matter with IceCube[J]. The European Physical Journal C, 2018, 78(10).

不过我想可能也是可以解决的，比如在预先安排的时间将中微子束指向潜艇巡逻区域内预先安排的位置，潜艇将在每天适当的时间到达其中一个地点几次。