无处不在的中微子,其实是宇宙的“隐形人”( 二 )

文章插图
其实中微子还有其他的一些源,比如太阳、地球、宇宙大爆炸、恒星大爆炸、大气层、反应堆、加速器。甚至人的身体也是一个中微子源。人的身体每秒钟会释放出大约3亿个中微子,当然这跟人的体重有关。
文章插图
中微子无处不在,为什么我们看不见它呢?因为中微子可以很轻易地穿过人体,虽然每秒钟有上万亿个中微子穿过人体,但是很安全。不仅人如此,地球在中微子面前也是透明的,中微子能直接穿过地球。发现中微子之后,科学家继续研究,发现不止存在一种中微子,2000年的时候,科学家发现了第三种中微子,经过70年,三种中微子都被发现了。
文章插图
中微子按照不同的标准,可以分成三类:按照质量大小分,可以分成中微子1、2、3;按照“味道”来分,可以分成e中微子,μ中微子,τ中微子。这有点像给苹果分类,按照颜色分,可以分为红色、青色、黄色的苹果;按照味道分,可以分为酸的、甜的、涩的苹果。中微子与此类似。中微子的探索之旅
文章插图
科学家在探索中微子的过程中,发现一些很奇特的现象。戴维斯在一个深达1500米的矿井里,寻找太阳发射过来的中微子。他在1968年就看到了太阳中微子,但是令人疑惑不解的是,太阳中微子的数目不对,跟预测的相比,只剩下了1/3,有2/3的太阳中微子不知道去哪儿了,他就继续找,一直做实验,做了20多年的实验。这个现象一直困扰了科学家好几十年。有一些科学家就提出来一种理论,中微子会发生振荡,是什么意思呢?前面说的三种中微子,一种中微子是太阳发出的电子中微子,传播到地球的过程中,变成了另外两种中微子。戴维斯的实验只能看到电子中微子,所以电子中微子就少了。
文章插图
以图中的一群马做例子,马跑的过程中,一些马变成了羊,一些马变成了牛,这是很奇妙的现象。这个现象到底是不是真的,需要做实验来验证。
文章插图
日本的超级神冈实验和加拿大的SNO实验,分别探测了大气中微子振荡和太阳中微子振荡,实验中观察到电子中微子消失的现象,更重要的是还发现了另外两种新的中微子产生。如果把三种中微子全部加起来,发现个数正好不多不少,跟原来的一模一样。实验证实了中微子振荡现象,这一发现获得了2015年的诺贝尔奖。
文章插图
科学家通过实验观察到了太阳中微子振荡和大气中微子振荡,那么会不会有第三种中微子振荡呢?这涉及到了基础物理学里面的重要参数之一,是发现正反物质不对称之谜的一把钥匙。根据大爆炸理论,宇宙最开始爆炸时就产生同样多的正物质和反物质,每一个粒子都有与之对应的反粒子。现在并没有发现反物质世界的存在,会不会是没找到,反物质世界在某一天突然出现,把宇宙给毁灭了呢?这是一个很奇妙的现象,寻找第三种中微子振荡就可以解释这种现象。当时世界上提出8个实验方案去寻找第三种中微子振荡,通过竞争比较之后,最终只有3个实验方案执行了,其中包括中国的大亚湾中微子实验。大亚湾中微子实验在国际上是领先的,有自己得天独厚的优势,比如它位于广东省深圳市大亚湾核电站附近,那里还有岭澳核电站,一共有6个反应堆,反应堆加起来的功率非常大,能够释放的中微子数目也非常多。
文章插图
另外,它附近有一座山,可以把实验室建到山的下面,挖一个隧道进去,在那里做实验很方便,开着车直接就进去了。大亚湾实验室也体现了我国科学家的水平,设计建造的探测器精度是国际上最高的。因为大亚湾实验室这一系列的优点,美国人也放弃了在他们自己国家做实验的方案,带着钱和人加入到大亚湾的实验,和我们一起合作做实验。
文章插图
这是大亚湾实验探测器的照片,照片中有几个钢桶,这些钢桶就是中微子探测器,它们有几十吨重,放在一个水池里面。为什么要把探测器放在水里面呢?中微子探测器对环境的要求非常高,不能有灰尘,不能和空气直接接触,所以只能放在水里面。这些水能够阻挡比如墙壁、天花板释放出来的、看不见的放射性射线,这些射线会干扰中微子的信号。
推荐阅读
- 云南花25亿建“假古镇”,如今遭人“嫌弃”,当地人:不会再去
- 油价 “负油价”后全球市场变化!美国每升不足2元,中国排名竟超国足
- 万人 罗志祥最新综艺节目暂时停播,因不到5万人观看,他凉了吗?
- 贝尔 陈赫李诞凭一己之力,将芒果王综拉下水,调侃收视不好建议贝尔来
- 停播 罗志祥的新综艺暂时停播,不到5万人观看,综艺效果很惨淡
- 爱迪生 杨振宁所不为人知的身份,足以跟爱因斯坦、爱迪生齐名!
- Huawei 鸿蒙能不能走通操作系统的第三条路?
- 抹黑 遇到了一篇抹黑《向往的生活》的文章,不说错,只是我完全反对
- nznd 明侦的初心是什么?不好看真的是嘉宾的锅吗?
- 奔跑吧 baby现身录制《奔跑吧》,宋雨琦也在现场,不合传闻只是传闻吗?
