风行者探索 幽灵般的粒子中微子,它能自由穿越物质的根本原因在哪里

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风行者探索 幽灵般的粒子中微子,它能自由穿越物质的根本原因在哪里

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中微子 , 一个电中性的粒子、一个静止质量几乎为零的粒子、一个几乎不与其它粒子产生作用的粒子 。 它的是那么的神秘 , 它来自何方?又要到哪里去?

1930年奥地利物理学家泡利提出一个假说 , 来假设一种电中性质量为零与光子不同的粒子 , 这是人类中微子第一次走进人类的视野直到1956年才由美国人莱因斯和柯万在实验中直接观测到中微子 。 中微子一共分三种电子中微子、μ中微子、τ中微子 。 我们经常听到中微子传奇故事莫过于每秒钟通过我们眼睛的中微子数以亿计 , 今天小编通过数据更直观的让大家欣赏中微子的绚丽身姿 。

先说几个需要用到的基本数据 , 1.日地距离(天文单位)1.5亿公里=1.5*10^8千米=1.5*10^11米(人体的尺寸)=1.5*10^13厘米(眼睛的尺寸)=1.5*10^20纳米(原子的尺寸)=1.5*10^26飞米(原子核大小) 。 2.球面积公式s=4πr^2 。 3.SN1987A距离地球大约16万光年(此超新星爆发地球上各大中微子实验室均观测到1-5个中微子与纯水发生了碰撞 。 4.太阳每秒产生10^38个中微子 。

现在我们用数据直观的来看 , 从太阳发射的中微子每秒钟到达人体的数量是10^38/4πr^2=10^38/4π1.5*10^11^2=3.53678*10^13个 , 也就是3536万亿个 。 每秒钟通过眼睛的数量是10^38/4πr^2=10^38/4π1.5*10^13^2=3.53678*10^9个 , 也就是353亿个惊叹吧 。 每秒这么多的中微子通过我们的身体为什么我们没有感觉到?难到只是因为中微子的电中性和中微子太小了吗?其实除了以上这两个原因外还有一个最重要的原因是原子内部太空旷了 , 我们如下数据 , 每秒通过原子的中微子数量是10^38/4πr^2=10^38/4π1.5*10^20^2=3.53678*10^-4个也就是每秒有3.5万分之一个中微子通过原子 , 数量级可是直线下降了 , 换句话说每3.5万个原子排列在一起才有一个中微子通过 , 但是中微子会和它们发生作用吗?因为中微子电中性 , 所以强相互作用及电磁力均被排除了 , 剩下只有万有引力和弱相互作用即正面碰撞的作用 。 可是原子内部大部分是空旷的 , 电子的阻挡可以忽略不计 , 我们看原子核 。 每秒钟通过原子核的中微子数量是10^38/4πr^2=10^38/4π1.5*10^26^2=3.53678*10^-16个 , 也就是353亿亿分之一的机率会和原子核发生碰撞 。 这个机率比你双色球中奖的机率还要小10^9倍 。

SN1987A超新星爆发 , 当时全球各中微子实验室观测到1-5个中微子 , 现在计算一下此超新星当时爆发的能量是太阳的多少倍 。 16万光年换算成米是1.51*10^20 , 设实验室超纯水的直径是100米 , 每秒通过实验室的中微子数量是10^38/4πr^2=10^38/4π1.51*10^18^2=3.5*10^-2个 , 假设纯水有5万吨 , 则有1.7*10^32个原子 , SN1987至少是太阳的1000倍作用到原子核上的机率才能达到5.8个每秒
【风行者探索|幽灵般的粒子中微子,它能自由穿越物质的根本原因在哪里】看了以上数据 , 中微子是不是我们正在寻找的暗物质或者是量子纠缠的中间纽带?带着疑问让我们去探索吧 。

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