中微子通信技术及应用.docx
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中微子通信技术及应用
题目：
核地球物理新技术之中微子通信技术与应用展望
引言
前地矿部部长李四光说:
“中国地质学的创始人,不是别人,而是章鸿钊先生。
”1987年3月武汉地质学院出版社出版的章鸿钊先生“六六自述”中指出:
“世固不乏先进者,早欲利用物理学以解决地质学上诸问题矣”。
经典物理学中的万有引力、磁学、电学、振动与波等理论,都已形成了重力、磁法、电法、地震等勘探方法,它们在国民经济中,作出了巨大的贡献,这也是举世公认的。
当今,近代物理学中核物理理论、仪器、方法技术等,已形成了放射性方法或称核地球物理学。
美国科罗拉多矿业学院出版了“核法勘探”教材;俄罗斯的圣彼得堡大学出版了“核地球物理原理”教材;英国出版了国际性学术杂志“核地球物理”。
核地球物理所涉及的范围很广,从空间上来讲,已用于星际、航空、地面、坑道、钻孔、水底与海底。
从矿产资源来讲,已用于放射性矿产的铀矿、非放射性矿产的金、银、铜、铅、锌、铁、镍、锰、银、钥、锡、锑、汞、钨、钒、钦、钡、铬、磷、钾、石油与天然气,以及稀有、稀土金属、金刚石等。
还用于水文、工程、工业、农业、医学和环境科学。
从物理“相”的角度来讲,已对气相（如氧气）、液相（如水）、固相（如微观基本粒子、纳米级微粒、矿物岩石）等进行研究。
80年代以来,国内外发展较快的几种主要核地球物理勘查技术的概况。
这些方法有:
中微子在地球科学中的应用;应用核技术探测纳米级微粒和气体;航空伽玛能谱测量;应用核技术原位测品位并计算线储量（包括X射线荧光辐射取样;中子活化辐射取样和伽玛射线辐射取样）;地面伽玛能谱测量;X射线荧光井;水底和海底天然放射性方法测量;水底和海底中子活化方法量;水下X射线荧光测量;核磁共振方法;在工程中应用核技术;反射宇宙中子法;以及在环境科学中应用核技术等。
本文重点介绍的是核地球物理勘查技术中的中微子在地学中的应用之中微子通信技术的应用与展望，系统介绍了中微子的特点及通信原理技术。
第一章中微子的发现及特点
1.1中微子的发现
在20世纪最初的几十年里,原子物理学家在揭示宇宙的组成方面取得了长足的进步。
当时的科学家们普遍相信：
所有原子都是由两种带电粒子组成的，这两种粒子就是位于原子核的质子和环绕质子运动的电子。
但奇怪的是，有些原子的原子核很不稳定，它们会解体，即通常所说的衰变。
因此，放射性衰变成为当时物理学中最大的一个奥秘。
原子核衰变时会释放能量，其方式通常是射出一个电子。
问题就出在射出的电子的能量上面—电子的能量小于原子核衰变所放出的能量。
物理学中有一个非常有名的定律：
能量守恒。
如果原子核衰变时只是放出电子，那么原子核所失去的能量就应该全部被电子所吸收，但是电子携带的能量看起来没有它按理说应该携带的那么多。
换句话说，原子核衰变时所释放的能量中有一部分“消失”了。
在鲍里看来，能量绝不可能消失，一定是有第三种粒子参与了放射性衰变。
鲍里把它叫做“中微子”。
这是一种从未有人见过、甚至从未有人知道的粒子，但正是它带走了那一部分“消失”的能量。
鲍里认为，这种粒子极其渺小，并且行踪诡异，难怪一直没有人探察到它的存在。
不过，在宣布自己这个带有很大推测性的“重大发现”之前，鲍里可谓犹豫再三。
能量守恒定律得到了维护，但是就连鲍里自己也担心，恐怕永远都无法证明中微子的存在，因为中微子同组成原子的其他粒子不同中微子不带电，并且能径直穿透所有固体物质而不留下任何痕迹。
与其他粒子相比，中微子的确是一种诡异的“小鬼”。
鲍里等人当时断言说，永远也不会有人能够见到中微子。
也许正是受这一断言的影响，此后数十年中无人敢于尝试寻找中微子。
直到原子弹问世之后,情况才豁然开朗，事实上原子弹爆炸所产生的巨大能量正是来自于一系列放射性衰变反应。
假如鲍里的理论没错,那么在原子弹爆炸时就会释放出大量的中微子，或者说就会产生密集的中微子脉冲。
20世纪5O年代，美国核武器研究成员之一，年轻的物理学家弗雷德·雷恩，尽管他的工作是研制核武器，但他的真正兴趣却在于解决物理学中的基本问题。
当时,雷恩突然想到，借助于原子武器的研制，也许就能找到令人难以捉摸的中微子。
雷恩还想到，如果核弹爆炸时的连锁反应能产生大量中微子，那么核反应堆中的连锁反应也应该能产生大量中微子，由此，就有可能捕捉到中微子。
于是，一个寻找中微子的计划产生了，雷恩及其同事把它称作“小鬼计划”。
终于在，1956年6月14日，通过大量的实验和观察，发现了表明中微子存在的一种明显的能量双脉冲信号，雷恩及其同事自豪地向全世界宣布，他们已经找到了中微子!
他们还给鲍里发去电报，告诉他这一喜讯得知消息后，鲍里欣喜若狂。
从1930年鲍里提出中微子存在的理论，到1956年雷恩等人检测到中微子，整整耗费了四分之一世纪的时间，这足以说明寻找中微子是多么的艰难。
1.2宇宙的信使
中微子也与质子、电子一样，是构成原子的基本粒子之一。
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。
中微子还具有其他基本粒子所不具备的那股“钻”劲。
它可以像《封神榜》中的土行孙那样，神不知、鬼不觉地钻入地下，连硕大的地球也不在话下，可以把地球穿个透。
由于中微子与其他组成物质的基本粒子之间相互作用力很弱，因而它在行进过程中的能量损耗也甚微。
如果设想让它沿地球直径穿越地球，其能量损耗只有一百亿分之一。
此外，它还能潜身海底，遨游太空，出入于厚硕无比的金属墙，真是所向披靡，如入无人之境。
中微子的上述特性被揭示后，立即引起了通信专家们的注意。
他们认为，利用中微子进行通信比利用电磁波更加优越。
因为，在高山、海洋的阻拦面前，电磁波便会显得软弱无力，而中微子毫不在乎。
目前，尚存在一些因受自然条件影响，无线电不能光顾的地区。
这些听不到广播，看不到电视节目的地区，通称为“盲区”。
中微子通信的实用化,将会给这些地区带来福音。
中微子通信是利用中微子运载信息的一种通信方式。
中微子是一种质量极小，又不带电的中性基本微粒。
它能以近光速进行直线传播，并极易穿透钢铁、海水，以至整个地球，而本身能量损失很少，因此是一种十分诱人的理想信息载体。
早在1956年，欧美学者通过复杂的核反应实验，证明中微子确实存在。
上世纪70年代以后，科学家对中微子通信产生了极大的兴趣，美科学家将中微子加速器产生的中微子束，发送至远隔千山万水的另一端接收装置中，结果成功地感测到了穿山涉水而来的中微子信号。
80年代，前苏联和美国进行了中微子通信的试验，获得了成功。
1984年美国一海军基地的一艘核潜艇做水下环球潜行时，正是采用中微子通信保证了联系。
科学家分别进行的海下、地下种种试验，使中微子通信初显端倪。
中微子束沿直线传播，不会发生反射、折射和散射等现象，因而保密性能好。
在战时，当所有有线通信都受到破坏，无线通信又遭受强烈干扰的情况下，中微子通信将由于稳定、可靠而突显战略优势。
它特别适用于海军基地对核潜艇的通信指挥。
利用中微子能够穿透地球的本领，将为南北半球之间的通信找到一条捷径；它还可以作为人类的信使，遨游太空，与宇宙飞船或别的星球建立联系；我们还可以利用中微子通信轻而易举地与设在山洞或水下的指挥所建立联系。
除此之外，地质学家还设想用中微子波束给地球拍照，以揭开地球的面纱，让地下宝藏一览无遗。
中微子通信有着很高的应用价值，如果采用中微子束通信，则将为海军对潜艇进行保密通信提供强有力的手段；即使是发生了热核战争，安置在岩石深处的指挥部的中微子束发射机不会受到原子弹的破坏，还能正常工作；地质学家用中微子波束可给地球拍照，寻找地壳中的矿藏资源。
中微子通信除用于全球人类通信外，还可以穿透月球，与月球背面的空间站联系，或者作为“特殊信使”，遨游太空，与在宇宙中飞行的宇宙飞船直接联系，为人类征服宇宙服务。
科学家还设想发射中微子讯号让它在太空中穿行，去寻找外星人。
其中可能的应用之一就是中微子通讯。
由于地球是球面，加上表面建筑物、地形的遮挡，电磁波长距离传送要通过通讯卫星和地面站。
而中微子可以直透地球，它在穿过地球时损耗很小，用高能加速器产生10亿电子伏特的中微子穿过地球时只衰减千分之一，因此从南美洲可以使用中微子束穿过地球直接传至北京。
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讯联系，无需昂贵而复杂的卫星或微波站。
将中微子应用于通信，也像其他通信方式一样，是将中微子作为信息的载体。
我们所要传送的语音、图像、数据等一类信息，都要通过一种叫“调制”的技术将它们“驮载”在中微子束上，藉中微子那种所向无阻的威力，把信息传送到目的地。
然后再用一种叫“解调”的技术，把信息从中微子束中分离出来，还其本来面目。
从这点上讲，似乎中微子通信在原理上与其他通信方式没有两样。
但要让中微子通信投入实际应用，仍然有许多有待进一步解决的问题，例如，如何用较简便的方法获得一些能量极高而又有足够束流强度的中微子束，以及如何对它进行有效的控测等，都是难题。
1.3中微子种类
转眼，时间到了20世纪70年代中期。
这时，粒子物理学的标准模型问世了。
这一简单的理论模型集纳了迄今为止粒子物理学家的所有重大发现，被誉为“宇宙的完整配方”。
按照标准模型，宇宙中的万事万物皆由12种基本粒子组成，中微子就是其中之一，不过，中微子不是一种而是三种：
电子中微子、渺子（μ子）中微子和陶子（τ子）中微子。
太阳只产生一种中微子，即电子中微子，而能够探察的也只是这种中微子。
每一种中微子都会释放对应的粒子——电子中微子释放电子，μ中微子释放μ子，同理，τ（希腊字母“陶”）中微子释放τ子。
它们的发光模式会泄露天机，让科学家辨别出中微子的“味”，可信度达到25%。
电子中微子：
电子与原子相互作用，将能量一下子释放出来，会照亮一个接近球形的区域。
μ中微子：
μ子不像电子那样擅长相互作用，它会在冰中穿行至少1千米，产生一个光锥。
τ中微子：
τ子会迅速衰变，它的出现和消失会产生两个光球，被称为“双爆”。
第二章中微子通信的理论基础
2.1现行光通信的局限性
在现行光通信发展中遇到许多难题和困惑，使之成为发展的障碍。
这里仅扼要地介绍其主要表现的局限性。
2.1.1光纤通信的局限性
众所周知，光纤通信的传输介质是光纤，其光纤的传输损耗和传输带宽严重地限制了传光性能。
损耗较低的区域，最初仅有0．85μm、1．31μm和1．55μm三个波长窗口，而无水光纤的出现打通了窗口，形成了800nm～1600nm传输损耗较低的区域。
但是，必须明确其仍然不能传输各波长的自然光，并且传输的光信号功率仅在毫瓦量级。
另外，由于受激喇曼散射效应、受激布里渊散射效应和四光子混合效应等的影响，造成光纤的非线性严重限制了传输带宽。
未来的纳米光纤通信采用的传输介质是纳米光纤，其传输损耗几乎可以忽略不计，而传输带宽可以扩展到整个光波段。
2.1.2无线光通信的局限性
现行光通信仍然有难以克服的局限性，尤其是无线光通信，其最大缺点（要害）是不能通过不透光的任何物体。
光通信都是以光作为信息载体的通信手段，由于光的固有特性就是其传播的光路不能被阻挡，即目前光信息载体只能在真空、大气、光纤纤芯或其他透光的物质内传播。
高山、河流和一切不能透光亮物体都会造成光通信的中断。
由于上述严重缺点，使得诸如中美之间的此类光通信只能通过绕道半个地球的海底光缆来实现。
科学技术的发展，出现地纳米光纤实现了整个光波段的传输，而使用蓝绿光也可使光信息载体穿过海水，实现深海潜艇与空中卫星之间的直接通信。
为了克服上述难题，可加速光绕射技术的研究，使得光载体有绕过不透光物体的能力。
克服上述难题的另一种方法便是采用中微子通信技术。
下面扼要介绍可克服上述严重缺点在人类征服太空的通信中将会发挥重要作用的中微子通信。
2.2中微子通信技术概况
在这一部分将扼要的介绍一下中微子通信（NC，NeutrinoCommunications）和其中微子通信工作原理。
2.2.1中微子通信简介
中微子通信是利用中微子束运载信息的一种通信方式。
由于地球是球面，加上表面建筑物、地形等的遮挡，因此，在地球范围内的所有无线电通信，包括电子学通信和光子学通信，都要通过各类中继设备，如通信卫星和地面站等来转发延长传输距离。
但是，采用中微子通信其传输距离问题便可迎刃而解，其通信的传输距离可达到足够远。
中微子通信的设想提出已有多年，但如何方便地发射和探测中微子，把信息有效地调制给中微子和解调出来，还都是有待解决的难题，目前尚在探索之中。
由于中微子是一种质量极小又不带电的中性基本微粒，其可以光速进行直线传播，并可穿透钢铁、海水，以至整个地球，而本身能量损失很少，因此是一种十分诱人的理想信息载体。
例如，中微子通信使用的中微子束可从南美洲穿过地球直接传至北京。
在这里是运用要求传输的信息将中微子束加以调制，使其包含有用信息。
由于中微子几乎不与任何物质反应，因此，采用中微子通信对人无任何伤害。
中微子通信被认为在21世纪里是最有发展前景的通信领域。
中微子通信的设想提出已有多年，但如何方便地发射和探测中微子，怎么样把信息有效地调制给中微子束中和怎么样将其解调出来，还都是有待解决的难题，目前尚在探索之中。
美国科学家在1978年就进行了世界上第一次中微子通信试验，试验的距离是6．4km。
而后，又在伊利诺斯州和华盛倾之间进行长达2700km的地下通信试验。
1984年，美国一海军基地的一艘核潜艇作水下环球潜行时，正是采用中微子通信保证了联系。
在1986年美国还与苏联合作进行了中微子穿透地球的实验。
中微子通信有着很高的应用价值，如果采用中微子通信，则将为海军对潜艇进行保密通信提供强有力的保证；即使是发生了热核战争，安置在岩石深处的指挥部的中微子束发射机也不会受到原子弹的破坏；地质学家用中微子束可给地球拍照，寻找地壳中的矿藏资源。
早在20世纪60年代，人类就开始通过“窃听”星系无线电波来寻找外星文明。
然而，这么多年过去了，还没有任何人截获来自外星文明的通信信号。
因此，较多人都认为，外星人早就抛弃了电磁波通信方式，而是使用了更为先进的“中微子通信”进行联络。
他们
用来通信的中微子拥有比恒星释放出的中微子具有更高的能量。
因为只有这样，他们的通信才能完全避开星际空间复杂环境的一切干扰。
中微子是宇宙中的奇妙粒子，它的质量超轻，具有超强的穿透性能，可以穿透数千米厚的铅板，甚至整个地球和太阳。
而人类通信使用的电磁波很容易被星际气体和尘埃所阻止和分散，尤其是在靠近星系中心的位置，星际气体和尘埃的浓度更为厚密。
也就是说，在星系中心位置使用电磁波通信几乎是不可能的，而这种环境对中微子通信来说几乎就是“透明的”。
对于未来的中微子通信来说，只需要中微子发射装置和接收装置。
发射装置发射中微子束包含的信息，经接收装置解读，就能实现信息交流。
把所有的信息，如视音频信号、数据信号等，加载到中微子束上面，即可实现任意距离点与点之间的通信，无论通信两点之间的距离有多远，也无需任何中继站或借助卫星转送。
中微子通信具有微波和光通信的高容量、直线性和保密性等特性，可双向传输多路电视和音频信号，如与发送和接收的计算机进行并网，还可进行遥控、遥测。
可以预见，神奇的中微子通信，必将在21世纪人类通信领域中大放异彩!
2.2.2中微子通信工作原理
中微子通信，这是利用中微子束运载信息的一种通信方式。
中微子通信是将中微子束应用于通信，其也像他通信方式一样，在这里是将中微子束作为信息载体的。
我们所要传送的语音、图像、数据等一类信息，都要通过一种称为“调制”的技术将其“载入”中微子束上，凭借中微子束的那种所向无阻的威力，把信息传送到目的地；在到达目的地后再用一种称为“解调”的技术，把信息从中微子束中分离出来，还原其信息本来面目。
从这点上讲，似乎中微子通信在原理上与其他通信方式没有两样。
但是，虽然中微子通信的设想提出已有多年，而如何方便地发射和接收中微子束信息载体，把信息有效地调制和解调出来，目前尚在探索之中。
若让中微子通信投入实际应用，仍然有许多有待进一步解决的问题。
例如，如何用较简便的方法获得一些能量极高而又有足够束流强度的中微子束?
如何对其中微子通信束进行有效地控测?
如何运用较简便的方法，将其接收到的中微子通信的中微子束中所载的信息解调出来?
这些都是极为困难的议题。
许多先进国家已开创了中微子通信的研究实验通信系统，这其中一个难题是系统造价昂贵得难以接受。
2.2.3中微子通信分类
对于中微子通信的分类也可按通信采用的传输介质、信息载体的存在形式、工作原理以及网络的分布环境位置等进行分类。
1．从通信网络采用的分布位置进行分类
从网络的配置地理位置考虑可把中微子通信网络分为包括在绕地球的大气层之内的地球范围之内的中微子通信网络，在大气层之外人造卫星之间及人造卫星与地面之间的NC网络，进入月球、进入火星等乃至整个太阳系，甚至于离开太阳系进入广阔的宇宙空间的NC网络等三大部分。
将前两部分通称为“近空”中微子通信网络，而将后者称为“深空”NC网络。
随着中微子通信网络在地球范围内正在迅猛发展，形成所谓的“近空通信网络体系”，而另一方面中微子通信网络也将在卫星之间的深空通信中大展宏图，形成所谓的“深空通信网络”，甚至于人们预言到中微子通信将成为人类敖游太空的主要通信方式。
中微子通信可逐步地将其地球范围内各类网络采用的通信技术融为一体，并在地球和深空星际之间形成立体多维通信网。
2．从通信网络采用的中微子信息载体类型进行分类
一般地说，是按采用的中微子信息载体的类型（形态）来分类中微子通信网络的，由于到目前为止已发现三种形态的中微子和其对应的三种形态反中微子，因此可将其分为与之相对应约六类中微子通信网络。
这就是三类采用中微子信息载体的中微子通信网络和三类采用反中微子信息载体的（反）中微子通信网络。
这六类中微子通信网络：
以电子中微子信息载体的中微子通信网络、以“（缪子）中微子信息载体的中微子通信网络、τ中微子信息载体的NC网络和以反电子中微子信息载体的中微子通信网络、以反μ中微子信息载体的中微子通信网络、反τ中微子信息载体的中微子通信网络。
2.3中微子通信的发展简史
在这里按时间顺序对于中微子的发现过程与中微子通信的发展简史扼要地介绍如下：
1930年，德国科学家泡利预言中微子的存在。
1933年，著名的奥地利物理学家在研究原子核工业反应时，发现了一些能量的神秘丢失。
于是，经过研究，他提出了“中微子”假说。
1956年，欧美学者通过复杂的核反应实验，证明了中微子确实存在。
美国莱因斯和柯万在实验中直接观测到中微子，因而莱因斯获1995年诺贝尔奖。
在20世纪70年代以后，科学家对中微子通信产生了极大的兴趣，美科学家将中微子加速器产生的中微子束，发送至远隔千山万水的另一端接收装置中，结果成功地感测到了穿山涉水而来的中微子信号。
1962年，美国莱德曼，舒瓦茨，斯坦伯格发现第二种中微子——缪中微子，获1988年诺贝尔奖。
1968年，美国戴维斯发现太阳中微子失踪，获2002年诺贝尔奖。
1978年，美国成功地进行了中微子通信试验。
20世纪80年代，苏联和美国又进行了中微子通信的试验，并获得了成功。
1984年，美国海军基地的核潜艇做水下环球潜行时，采用了中微子通信保证了联系。
1985年，日本神岗实验和美国IMB实验发现大气中微子反常现象。
1987年，日本神岗实验和美国IMB实验观测到超新星中微子。
1989年，欧洲核子研究中心证明存在且只存在三种中微子。
1995年，美国LSND实验发现可能存在第四种中微子——惰性中微子（neutrino）。
1998年，日本超级神岗实验以确凿证据发现中微子振荡现象。
2000年，美国费米实验室发现第三种中微子，ττ微子。
2001年，加拿大太阳中微子观测实验证实失踪的太阳中微子转换成了其他中微子。
002年，日本KamLAND实验用反应堆证实太阳中微子振荡。
2003年，日本K2K实验用加速器证实大气中微子振荡。
2006年，中国科学院高能物理研究所的大亚湾反应堆中微子实验于正式启动，联合了国内多家研究所和大学国家实验室以及中国香港、中国台湾、俄罗斯、捷克的研究机构。
2010年，上述联合研究机构建成，其实验总投资达3亿元人民币，其建成运行将使中国在中微子（neutrino）研究中占据重要的国际地位。
迄今已确认的中微子有电子中微子和m介子中微子。
科学家分别进行的海下、地下种种实验，使中微子通信初显端倪。
第三章中微子通信的系统组成及主要性能
中微子通信系统是以中微子作为传输信息载体的通信系统。
一般来说，中微子通信系统可分为近空（接近地面有空气的空间）和深空（远离地面接近真空的空间）两大类。
近空中微子通信系统与自由空间光通信网络系统不同，其可在任何气候条件下，在充分长距离（甚至于可穿过地球）的收发两个端机之间可存在任何遮挡物体，只要有足够的中微子发射功率及接收灵敏度，即可实现收发两个端机之间的NC。
在这里以与自由空间光通信网络系统相对照地方式讨论关于中微子通信的系统组成及主要性能。
3.2中微子通信系统的组成与原理框图
中微子通信过程与光通信相类似，也有发射端与接收端装置。
在通信时，发射端装置的功能分为三部分。
（1）产生中微子流的装置，由此产生中微子流，作为NC的信息载体。
（2）调制器装置，由此调制中微子流将要发送的信息载人中微子流中。
（3）中微子流的发射装置，由此将已被调制好的中微子流发送到NC信息的传输信道。
在通信时，接收端装置的功能也分为三部分。
（1）前端接收装置，其主要功能是从中微子通信信息的传输信道接收已被调制好的中微子流，并且将其去掉传输中受到的干扰与衰落，恢复得到原来发射端装置发送到信到信道中的调制中微子流。
（2）中微子通信信息的解调装置，其主要功能是从接收到载人中微子流中的信号解调出来。
（3）原信号恢复装置，将解调出来的信号进一步整形放大恢复其在发送端信号的本来面貌。
图3-1中微子通信的简单原理框图
3.3中微子通信系统的实际实现实例
下面给出中微子通信系统的一个实际实现实例。
中微子通信过程和微波通信相似，有发射和接收装置。
通信时，发射端首先用高能质子加速器，将质子加速到几千亿电子伏的能量，然后去轰击一块金属靶子。
此时，靶子的背面就会产生许多“短命”的介子，这些介子一边运动，一边发生衰变，从而变成中微子和μ子。
再让它们共同穿过钢板，这时μ子被钢板阻挡并衰变了，剩下的就是纯净的中微子束。
然后，再用信号对它进行调制，接着通过磁场控制载有信息的中微子束，使之按人的旨意朝一定方向传向目标。
接收端是一个储有近亿吨水的大水箱，箱内的光探测器星罗棋布。
当发射来的中微子束在水中传过时，就会与原子核中的中子发生核反应而生成μ子，μ子在水中高速前进，受到核的减带作用放出光子，这些光子进而被水中的光探测器接收了，即可把原来中微子束所携带的信息解调出来，从而达到通信的目的。
中微子通信是直接利用核反应堆中射线束。
β射线在衰变过程中能放出电子和中微子。
利用微型高能质子同步加速器，当能量达到了5X1011eV时，中微子束的速度即达到光速。
只要控制中微子束的能流密度，把所有的信息，如视音频信号、数据信号等，加载到中微子束上面，即可实现任意距离点与点之间，具有光通信容量的保密通信，可以双向传输多路电视、音频信号，并与计算机并网，对潜艇进行遥控遥测等，将来用到无人驾驶的核潜艇上也是可能的。
中微子通信的解调是利用“契伦科夫效应”进行的。
中微子束不管通过的距离多么遥远，只要在接收端通过400m以上的水深时，便与水原子的中子发生核反应，生成高能量的负μ子。
在水中负μ子能以接近光速的速度前进，当它穿越60m～70m长的距离时，产生“契伦科夫效应”，即产生0．4μm～o．7μm连续分布可见光——称为契伦科夫光。
光线与负μ子的前进方向成410。
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