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主題: 用DNA做 粒子探测器 探测暗物质方向 作者: peter 於 2016-02-21 12:38:38 暗物質打到金箔 後撞出金屬 再打穿一堆 DNA , 使用 DNA 去回推來的方向 暗物質之直接偵測 http://myweb.ncku.edu.tw/~clshan/Research/Dark_Matter/Direct_DM_Detection-C.html 用DNA探测暗物质 http://www.wenku1.com/view/7A453555FB0C699A.html 设想中的DNA探测器 为了准确地测量粒子的射向，美国一个由天文学家和生物学家组成的研究小组最近提出用DNA建造一种新型的粒子探测器。 他们的设想是这样：加工一块极薄的正方形黄金薄片，在上面画上一个个均匀的微小格子。在每个格子的交叉点上，悬挂一条长度相等的DNA。这些DNA上都有特殊的标记，标明它是哪个交叉点上垂挂下来的。 假如一种未知的粒子射向黄金薄片，它就会把金原子撞出薄片。被撞出来的金原子于是飞入悬挂DNA细丝的“密林”中。当它撞到一根DNA细丝时，DNA就会在被撞处折断，掉到底下一个承接的盘中。金原子要是在飞行的过程中撞了n根DNA，那么就会有n段DNA掉到盘中，而且因为撞击点不同，掉下的每一段DNA都不一样长，越到后头越短。 倘若这些掉到盘中的DNA片段可以通过显微镜直接读出它们的长度，那就好办了，我们就可以结合它们各自的位置，重建金原子飞行的轨迹。由此又可以反推未知粒子射向黄金薄片的方向。但这些DNA片段都太小，用显微镜根本看不见。怎么办呢？ 这就需要利用DNA的一种特性，或者一种叫“DNA扩增”的技术。利用这项技术，我们可以把一个DNA片段，复制上亿个一模一样的副本，这相当于把一个微小的信号放大了，便于让我们精确地测量出它的长度――这项技术对于生物学家来说，是家常便饭了。这也是为什么有人只要收集你嘴巴中一点唾液，就可以进行DNA鉴定的原因。 探测粒子的新思路 由于组成DNA的最小单元是脱氧核苷酸，一个脱氧核苷酸长度只有几个纳米，而DNA链只会在两个脱氧核苷酸相连处断裂，所以，这种DNA探测器的精度可达到几个纳米，远远高于目前其他类型的探测器。 除了精度高之外，这种探测器还小巧、轻便，在常温下就可以工作。而目前世界上已经运行的暗物质粒子探测器，都非常庞大，造价高昂，需要运行在极低温的环境下。 当然了，DNA探测器目前还有一些未克服的障碍。譬如说，如何保证这么多DNA细丝垂挂下来时不打结，不纠缠到一起去？ 一种设想是在每根DNA细丝的底端固定一个微型磁针，然后底下放一块强磁铁，用磁场来保持DNA细丝垂直悬挂。 总而言之，DNA探测器的重要意义不在于最后是否真能通过这种办法捕捉到暗物质粒子，而在于它结合生物学上的最新技术，为如何探测粒子提供了一条新的思路。 Humble DNA could help decipher dark matter (https://d1o50x50snmhul.cloudfront.net/wp-content/uploads/2012/07/dn22004-1_300.jpg) Revolutionary 'DNA Tracking Chamber' Could Detect Dark matter https://www.technologyreview.com/s/428391/revolutionary-dna-tracking-chamber-could-detect-dark-matter/ (https://d267cvn3rvuq91.cloudfront.net/i/legacy/dna_dark_matter.png?sw=1180) |