钢管制成的尖端太空望远镜，有助于预测毁灭性的太阳风暴
原本出现在工地上的回收钢管，现在却在揭示宇宙的神奇。在印度，这些钢管被重新改造成为宇宙射线望远镜，并在2015年探测到一次巨型太阳爆发。
宇宙射线研究所（CRL）位于印度南方的泰米尔纳德邦，坐落在群山环绕的乌蒂镇。CRL研究所拥有各类仪器，用于研究来自外太空的、轰击地球的高能粒子。
GRAPES-3望远镜能够探测到名为“μ介子”的亚原子粒子，该望远镜由3,712根6米长的钢管组成，这些钢管呈网格状排列。
当来自 外太空的高能粒子与地球高层大气中的分子相撞时， 生成μ介子。μ介子对于科学家有重要意义， 不同于其他粒子， μ介子能够到达地表， 从而 让科研人员 能够研究宇宙辐射。
每根钢管中央都有一根发丝般粗细的钨丝穿过，钢管两端封闭，里面填充物为氩气和甲烷混合气体。当μ介子穿过钢管时，电离管内气体，导致电子向钨丝方向移动，生成 一个信号。
为什么使用钢管
其他μ介子望远镜采用的是水槽或塑料闪烁体，当有粒子撞击时，水槽或闪烁体被点亮。不过，只有当粒子穿过水槽时，水槽才能够探测到；如果粒子只是向水槽方向移动，则不能探测到。而闪烁体，则需要昂贵、易碎的探测器进行探测。CRL实验室首席科学家Sunil Gupta博士说，没有任何材料能够匹敌镀锌钢管的经济性和刚度。
“钢管非常方便使用，因为钢管本身具有非常高的结构强度，”Gupta说。“黄铜太脆，红铜不仅脆而且成本高，所以我们采用了钢管，钢管相对成本较低，而且非常、非常的结实。”
循环利用钢管
这些钢管最初在日本制造，原本用于钢筋混凝土，但在CRL实验室，这些钢管具有另一个科学任务。此前，这些钢管被改造成中微子望远镜用于粒子探测器，设在邻近的卡纳塔克邦科拉尔金矿区地下2千米的洞穴内。
近20年后，印度与日本科研人员结束合作，这些钢管原本要报废，直至20世纪90年代中期，乌蒂镇的科研人员决定重新改造。
CRL实验室首席科学家Sunil Gupta博士说，没有任何材料能够匹敌镀锌钢管的经济性和刚度
Gupta说，在设计该望远镜时，科学家们想要做到与众不同。为此，他们建造了首个大口径μ介子望远镜，这个望远镜能够探测到μ介子的来源。
μ介子撞击一根钢管时，无法判断μ介子的撞击位置。于是，科研团队将四排钢管叠放在一起，每层钢管旋转90度，形式一个网格。
当μ介子穿过第一层钢管时，X轴上的钢管将点亮；当μ介子穿过第二层钢管时，Y轴上的钢管将点亮。这为科研人员提供了一个显示μ介子撞击位置的坐标系，通过观测μ介子如何穿过各层钢管，科研人员能够跟踪μ介子的轨迹。
一个具有开拓性的发现
今年早些时候，Gupta、来自孟买塔塔基础研究院的同事以及日本合作人员，共同发表了一篇开拓性的论文，该论文介绍了一次突破地球磁力圈（所谓“磁力圈”，是指在正常情况下保护地球、屏蔽带电粒子的磁场）的宇宙射线爆发。
2015年，太阳释放出一个带电气体云或等离子体，这个现象被称为“日冕物质抛射”（CME）。带电气体云体积巨大，突破地球磁力圈长达2个小时。只有GRAPES-3望远镜的独特性能，才能追踪到这些粒子的行进方向，以及判断出具体发生了什么。
2015年，太阳释放出一个带电气体云或等离子体，这个现象被称为“日冕物质抛射”（CME）。带电气体云体积巨大，突破地球磁力圈长达2个小时。
“当这个现象发生时，我们发现它同时向各个方向运行，”Gupta说。“这是一个十分重要的信息，它告诉我们，该现象 就发生在我们附近，而不是遥远的外太空。”
Gupta又补充道，对这类事件进行追踪和认识十分重要，因为真正巨大的太阳风暴能够电离空气，造成电子设备短路。上次大型太阳风暴发生在1859年，造成了欧洲和北美的电报系统故障。
“我们不知道下次发生撞击的时间，但只要一次，就已经吃不消了，”Gupta说。“如果那种强度的等离子体抵达地球，它将造成大部分电网短路，更不用说人造卫星、互联网以及其它任何电子设备。”由于风险如此之高，因此Gupta将借助钢铁的可靠性，打造自己的宇宙望远镜，以便更好地认识这些 预警信号。