来认识一下幽灵粒子:看不见、无重量,每秒有万亿个穿过你的身体
这种神秘的幽灵粒子可能掌握着宇宙中所有物质起源的关键
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超级神冈探测器位于日本池野山下方,是世界上最大的中微子探测器之一。图片来源:美联社、阿拉米
近几十年来,科学家们将注意力转向了一种难以捉摸的、幽灵般的亚原子粒子——中微子。
我们对这些奇异粒子知之甚少。但我们所了解的信息表明,它们可能不仅掌握着物质起源的线索,还可能揭示神秘暗物质的本质。
宇宙中充满了中微子。许多中微子诞生于大爆炸,但它们也在超新星爆发的中心和恒星的核熔炉中产生。
然而,尽管每秒有100万亿个中微子穿过你的身体,但几乎没有一个中微子会与你发生相互作用。
但科学家们是如何开始追踪一种比原子还小、难以探测的粒子的呢?
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恒星发生超新星爆发的艺术家印象图。图片来源:Magann盖蒂图片社
初步提示
中微子在被探测到之前,最初只是一种理论。很早以前,物理学家沃尔夫冈泡利就假设了它们的存在,以解释放射性衰变的一个奇特特征。
在这种β衰变中,原子通过发射电子发生衰变,粒子衰变前后的能量(和运动状态)是不同的。
泡利提出,如果衰变过程中产生了一种无质量的中性粒子,这一现象就能得到解释。这些中微子存在的间接证据随后被发现,且它们的存在后来得到了实验证实。
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第一个中微子是在美国原子能委员会的阿贡国家实验室被探测到的。来源:美国能源部沃尔克斯普林格尔(马克斯普朗克天体物理研究所)等人。
和现代物理学中