森林或许可充当巨型中微子探测器

中微子探测器不是树上长出来的。或者，它们其实是？一位物理学家提出，未来森林或可用于发现超高能中微子。
天体粒子物理学家史蒂文·普罗希拉（Steven Prohira）在 1 月 25 日提交至 arXiv.org 的一篇论文中提出，树木可以充当天然天线，接收由这种难以探测的亚原子粒子的某些相互作用产生的无线电波。
「这是一个非常令人兴奋的想法，」未参与该研究的俄亥俄州立大学哥伦布分校物理学家艾米·康诺利（Amy Connolly）说，「这可能是……一个或许一直摆在我们眼皮底下的天然解决方案。」
中微子通常需要大型、灵敏的探测器。对于那些旨在捕捉从太空倾泻而降至地球的最稀有、能量最高的中微子的探测器而言，情况更是如此。从零开始建造如此庞大的探测器是一大障碍。
但高能中微子物理学家素以在自然环境中建造富有创意的探测器著称。冰立方（IceCube）中微子天文台利用一立方公里的南极冰层搜寻中微子相互作用；正在建设中的立方公里中微子望远镜（KM3NeT）将搜寻地中海中发生相互作用的中微子（ SN: 4/10/14 ）。这些探测器的体积足够庞大，使捕捉稀有高能中微子成为可能。
为研究能量更高的中微子，科学家瞄准了一种名为陶中微子的中微子类型。当这种中微子穿过地球内部时，会发生相互作用并产生一种名为陶轻子的粒子。如果该陶轻子从地下逸入地球大气层，其衰变会产生一群带电粒子，进而生成无线电波。为探测这些无线电波，科学家提出了诸如大型 GRAND 实验之类的探测器，该实验计划在全球部署共 200,000 根天线，分为 20 个独立阵列。
鉴于建造这类探测器所涉工程之庞大，「我突然意识到，如果天线本来就在那里，那该多妙，」位于劳伦斯的堪萨斯大学的普罗希拉说。已有研究表明树木能够接收无线电波。要探测这些电波，需要将导线钉入每棵树，或将一圈导线缠绕在每棵树的树干上，并连接至读取信号的电子设备。
普罗希拉承认，要确定这一技术是否可行，仍有大量问题需要解答。科学家需要研究树木在甚高频无线电波段的表现——这类中微子探测器正是工作在这一频段。此外，传统无线电天线可以被精确制造，从而让人详细了解其对不同无线电信号的响应方式；树木自然无法做到。例如，目前尚不清楚树木会如何响应无线电波的偏振，即其振荡的方向。还有枝叶的影响，以及落叶林季节性落叶的影响，也有待研究。
芝加哥大学物理学家埃里克·奥伯拉（Eric Oberla）表示，尽管这一想法鼓舞人心，但「用树木取代人造天线能否解决多于它可能造成的问题尚不明确，这些探测器设计上的挑战仍需进一步解决」。
探测器对森林可能产生的任何影响也需要加以了解。普罗希拉在论文中写道：「这样的探测器必须与自然和谐相处、怀着对自然的敬意来建造；否则，这个想法就不值得尝试。」