透過(guò)全球物理攝影展入圍作品，潛入難以捉摸的粒子世界

今年的獲獎(jiǎng)?wù)邘覀儶?dú)家探秘粒子物理研究的前沿陣地。

以下是你難得一見(jiàn)的特寫鏡頭。上圖展示的是 KM3NeT 內(nèi)部 18 個(gè)光學(xué)模塊之一。KM3NeT 是一個(gè)巨大的中微子探測(cè)器，中微子是幾乎無(wú)質(zhì)量、呈中性的粒子，充斥著宇宙的每個(gè)角落。該模塊氣泡般的外觀讓人聯(lián)想到 KM3NeT 的所在地：地中海深處。

這張名為《水下狩獵》的照片入圍了 2025 年全球物理攝影展。這項(xiàng)每三年舉辦一次的競(jìng)賽旨在突出那些"捕捉人類探索宇宙過(guò)程中的美麗、精準(zhǔn)與本質(zhì)的視覺(jué)見(jiàn)證"。

今年，全球有 16 個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室各自提交了本年度最佳的三個(gè)圖像。然后，由物理學(xué)家和攝影師組成的評(píng)審團(tuán)選出了三名獲勝者。公眾也在一個(gè)簡(jiǎn)短的投票期內(nèi)選出了他們最喜愛(ài)的三張照片。

"這些照片在抽象與親身體驗(yàn)之間游走——在科學(xué)空間中尋找形式、韻律和寧?kù)o之美，同時(shí)凸顯了那些憑借其勞動(dòng)和好奇心使這項(xiàng)工作成為可能的人們，"紐約時(shí)報(bào)的自由攝影師、評(píng)審團(tuán)成員 Will Warasila 說(shuō)道。

在此，我們挑選了一些我們個(gè)人最喜愛(ài)的作品，它們來(lái)自全部 48 張入圍作品。該攝影展目前正在美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)年會(huì)上展出。

寒冷中的研究

這張照片中，一位年輕的研究員獨(dú)自坐在意大利弗拉斯卡蒂國(guó)家核物理研究所的低溫探測(cè)器實(shí)驗(yàn)室。前景是該設(shè)施的低溫恒溫器，其溫度可達(dá)零下 459.67 華氏度（零下 273.14 攝氏度）——接近絕對(duì)零度——以便物理學(xué)家探測(cè)宇宙中一些最神秘的信號(hào)。

這張作品獲得了評(píng)委選擇獎(jiǎng)的一等獎(jiǎng)。評(píng)審團(tuán)成員、歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)意主管 Tanea Rauscher 稱贊該圖像"清晰的視覺(jué)敘事和對(duì)光線的嫻熟運(yùn)用……[它]創(chuàng)造出一種寧?kù)o、近乎電影般的氛圍，捕捉到了科學(xué)工作的專注與孤獨(dú)。"

隧道

與評(píng)委的選擇相反，公眾選擇獎(jiǎng)的一等獎(jiǎng)?lì)C給了這張明亮的照片，拍攝的是法國(guó)卡昂大型重離子國(guó)家加速器內(nèi)的一條走廊。據(jù) Interactions 組織稱，設(shè)施的這段區(qū)域比其他部分明亮得多。在星光形狀的燈光照射下，眾多電纜和管道的顏色在金屬房間的背景下顯得格外醒目。

33.5 米之下

粒子物理學(xué)的先進(jìn)設(shè)施規(guī)模巨大。這是因?yàn)闉榧铀倭Ｗ舆M(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲取足夠動(dòng)力需要大量空間，不僅用于粒子本身的高速運(yùn)動(dòng)，還需要空間來(lái)容納數(shù)據(jù)分析設(shè)備、維護(hù)各種裝置等。

這通常意味著物理學(xué)家要深入地下。對(duì)于日本的質(zhì)子加速器研究綜合體來(lái)說(shuō)，這相當(dāng)于大約 110 英尺（33.5 米）。據(jù)攝影師 Hisahiro Suganuma 稱，要完全捕捉到這個(gè)巨大深坑的廣闊范圍需要多張合成圖像。

科學(xué)源自深淵

可以想象，建造一個(gè)粒子物理設(shè)施確實(shí)是充滿熱愛(ài)、汗水和塵垢的艱苦工作。但主要是塵垢。在這張照片中，一個(gè)人用頭燈照亮了南達(dá)科他州桑福德地下研究設(shè)施的墻壁，該設(shè)施最近進(jìn)行了擴(kuò)建。現(xiàn)在，該設(shè)施位于地下高達(dá) 4,850 英尺（1,479 米）處，桑福德地下研究設(shè)施表示這將"為未來(lái)幾代的科學(xué)研究提供場(chǎng)所"。

中微子望遠(yuǎn)鏡之眼

讓我們換個(gè)話題，欣賞這張同樣來(lái)自 KM3NeT 的光電倍增管的特寫照片。KM3NeT 中的每個(gè)光學(xué)模塊都裝有 31 個(gè)這樣的光電倍增管。整個(gè)系統(tǒng)共同構(gòu)成了一連串巨大的中微子探測(cè)器，覆蓋了海底數(shù)百萬(wàn)立方米的水域。這張圖像獲得了評(píng)委選擇獎(jiǎng)的三等獎(jiǎng)。

威利在哪里？

這張照片展示了構(gòu)成法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心一個(gè)全面運(yùn)作的數(shù)據(jù)中心的令人眼花繚亂的線纜和組件陣列。我們這些非物理學(xué)家有幸以組織有序、經(jīng)過(guò)同行評(píng)審的論文形式看到物理學(xué)發(fā)現(xiàn)，但這掩蓋了這些努力背后所涉及的巨大數(shù)據(jù)收集量。

真空

說(shuō)到海量數(shù)據(jù)，使用加速器進(jìn)行研究的一個(gè)關(guān)鍵部分是識(shí)別模式。這張獲得公眾選擇獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)的照片，在法國(guó)大型重離子國(guó)家加速器一根真空管道的外殼上發(fā)現(xiàn)了一些有趣的圖案。

FYI，這張照片的法語(yǔ)標(biāo)題是"Sous-vide"，法語(yǔ)字面意思是"在真空下"，但這個(gè)短語(yǔ)可能會(huì)讓講英語(yǔ)的人聯(lián)想到那種肉類烹飪技術(shù)。起初我不確定二者有何相似之處，但想到加速器就像在精確調(diào)節(jié)的溫度下緩慢"烹飪"粒子的機(jī)器（我想，某種程度上確實(shí)如此），確實(shí)挺有意思的。

用于核物理實(shí)驗(yàn)的 AGATA–PRISMA 裝置

最后但同樣重要的是，這張照片贏得了評(píng)審團(tuán)和公眾的喜愛(ài)，分別獲得了二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)。圖中展示的是意大利萊尼亞羅國(guó)家核物理研究所的一個(gè)光子探測(cè)器與一個(gè)磁譜儀耦合的裝置。這些儀器支持核物理學(xué)中的低能和中能實(shí)驗(yàn)，用于研究重粒子如何分裂。

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