
中微子因其能够穿透包括人体在内的固体物质这一超凡能力,被称为”幽灵粒子”。南极洲的研究人员正试图捕捉它们,希望它们能揭示宇宙中能量最强的区域。
中微子:你感觉不到它们,看不见它们,但它们无处不在。它们不断地在我们周围和体内穿梭:每一秒钟,大约有一千亿个中微子穿过你指甲盖上一平方厘米的面积。它们来自遥远之处——宇宙的最边缘——也来自相对近的地方——太阳就是一座中微子工厂——而且绝大多数中微子几乎无法被探测到。
与质子、中子或电子一样,中微子是一种亚原子粒子——但却是一种非常神秘的粒子。我们所知道的关于它的一切都颇为奇特:它极其极其极其轻(几乎没有质量),不带电荷,有三种类型或”味”(电子味、缪子味和陶子味),能在飞行途中改变味,且极少与其他粒子发生相互作用。而这些奇特的粒子或许正承载着我们发现宇宙新秘密的希望。”它们是极好的宇宙信使,”坎特伯雷大学物理学副教授珍妮·亚当斯博士说(TEDxChristchurch演讲:一台山岳大小的望远镜,深埋于一英里厚的冰层之下)。”它们能从宇宙边缘以及宇宙中密度最大的天体处一路旅行而来。”她详细介绍了理解中微子的竞赛,以及目前在南极洲深处进行的大型物理实验。
中微子是一项相对较新的发现。它于1956年由克莱德·L·科万和弗雷德里克·莱因斯首次确认,他们通过研究南卡罗来纳州萨凡纳河核电站的贝塔衰变——一种不稳定原子为趋于稳定而发生的放射性过程——发现了中微子。(他们因这项工作于1995年荣获诺贝尔奖。)自那次发现以来,物理学家们一直试图弄清楚它们的本质。
耐人寻味的是,对于这种无处不在、大量存在的粒子,探测它们却极为困难。它们之所以如此迷人的原因之一——能够穿透固体物质——同时也意味着你需要极大的耐心才能观测到它们。”在某种程度上,探测一个中微子就像中彩票,”威斯康星大学河瀑分校物理系主任詹姆斯·马德森说(TEDxUWRiverFalls演讲:中微子天文学:你能看见我所见的吗?)。物理学家们通过建造巨大的中微子”陷阱”来增加观测到中微子相互作用的概率——这些装置占据大量空间,并拥有大量中微子靶(即原子)。”你能做的是问:’如果我有这么多物质,中微子击中它的概率是多少?'”马德森说。”就像我能计算……
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