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  • 1 # 天山我才

    就理論物理而言,倘若“大統一理論”未破,那麼在“大統一理論”門口,之前所有的物理學家都是零起點。

    所以不好再去盲目吹捧舊物理。

  • 2 # 真理再現人間

    不一定,普通東西可以。

    《宇宙基礎知識》

    問:宇宙是什麼?宇宙是大爆炸而來的嗎?

    答:不是。宇是空間,宙是古往今來所有的時間。宇宙實則是由時間與空間組成的,不同空間有不同的時間。

    老子經修 練天目看到宇宙極微觀中,有一種東西不知是什麼,強字曰道,佛家稱其為法。

    由這種無形的東西組成了宇宙基本粒子,然後組成更大一層粒子,再組…直到中微子夸克,原子核電子組成原子,原子組分子,分子組成地球這層粒子,然後組成銀河系,銀河系粒子組成更大宇宙天體…。故曰道生一、一生二、二生三、三生萬物。

    科學總是後代推翻前代的過程,因原子核電子的發現,牛頓等科學教大佬以原子時代建立的經典物理世界崩塌了,科學教試圖建立新的物理世界,量子學平行宇宙多維空間應運而生,超弦理論認為宇宙微觀有一個超弦,形成了一切微觀粒子。這不與神學一致了,所以有人說科學盡頭是神學,突破空間就與神學合一。

    不同層次的粒子組成層層空間與層層空間的生命花草樹木動物植。高層空間的生命我們人稱其為神,低層空間的叫鬼類,我們這層空間叫人類。

    我們生活在宇宙中,可我們身體內部同樣是巨大宇宙天體。所以宇宙本身就是巨大生命體,大智慧的。

    也就是說一切都有生命是活的,包無機物石頭啊鐵啊。道法就是宇宙的精神,也叫天理,其本性絕對是善的。惡是相生相剋之理在低層才派生出來的。

    問:萬有引力是對的嗎?

    答:是錯的,宇宙中根本沒有萬有引力。科學稱牛頓根據蘋果落地假想出地球有吸引力,根本就不是。剛才講了宇宙的構成,由道法這個無形的東西組成一切粒子,也就是一切宇宙天體。

    同時也造出層層宇宙機制,這些龐大的機制無形瀰漫在一切中,這些機制當然全是活的大智慧,用人的話就是神。

    有一種機制,負責固定所有粒子,保證洪觀微觀一切粒子天體星系在自己軌道上執行。說白了如同機器的大框架,所有粒子星系如同鏍絲釘被固定在上。所以人體鋼鐵石頭宇宙才不能散掉。人說三尺有神靈,哪止啊!一寸不到啊!沒他你身體就散掉了。同時你也知道,人體本來與宇宙就是一體的,你中有我我中有你。

    人若不善良就是自動與宇宙分離自我淘汰。

    問:大氣臭氧層空洞是怎麼回事?

    上文說宇宙中一切都是活的,地球就是宇宙的細胞,構成地球是層層微觀機制。整個大氣層全是層層活的微觀物質,有一層物質就是重量,地球上一切動植物物質在它場內就出現輕重不同的重量,沒有它石頭鐵人啊,全失去了重量飄在空中。

    地球根本就沒有什麼吸引力。火箭航天員就是掙脫了它控制範圍,出現了失重狀態。

    科學假說認識基點全是錯的,因為其工業化汙染,毒氣太多了,這些生命體也就是神類決定打開個視窗將毒氣放出去,比如人體內有毒氣毒水從汗毛孔或破了口子流出去。

    選擇在南北極無人區對人類無傷害。根本不是氟利昂,你想如果是,那應該在產生氟利昂等毒氣最多的城市出現,怎麼能在無汙染的南北極西藏上空出現空洞。

    宇宙中就是層層高層的生命管理控制維修下一層生命與宇宙。如果沒有神類保護,人類早把自己搞滅絕了。所謂的神啊佛啊,其實也是宇宙的細胞,好比人體哪出傷口病毒,一群蛋白營養物質來修補。

    現在大家明白了,空間時間層層機制全是神,有思想大智慧,人類大腦被高階生命封閉百分之八九十,如能全開啟,立既就能與宇宙思想連上,能感覺到他們的思想。

    沒有時間就沒有歷史四季的變化,時間這種機制控制其場範圍內一切生命體的速度,科學說光一秒三十萬公里,全是錯的,光在穿越宇宙不同時間場時速度是不同的,有的時間快有的慢,到地球內又是這的速度。大氣層外時間與地球內的就不同。

    所以科學教張口多少億光年,全是假說是錯的。光年既是速度也是距離,以地球時間衡量其他時間速度根本就是錯的。

    不同空間有不同的時間,古人說天上一日地上一年,你說十年百年千年都對,說人間一日天上千年也對,因為空間太多了。神學說的天是指高層空間,不是大氣層外,站在火星看地球也在天上。有磚家說沒有時間是錯覺,那是胡扯。

    問:人類石油煤炭的來歷?

    天上有太多神類種族,白人黑人紅人黃人,其實種類多了還有花的。神類中也有渣子,幹了壞事,出了私心道德敗壞不符合那層宇宙道法的標準,就層層掉到最低空間來,人類其實是高階生命用他們空間泥土技術造就。

    也就是不同神類種族仿照自己的形象造就了人類不同種族。中國女媧,猶太人種是耶和華,黑人其他白人都是其他神類造就的。進化論騙死人,把祖宗稱獸,是本次人類最大的恥辱。

    單造出人體不行,還得造出地球與環境,與一切山水動物都是給人造的吃的用的玩的,恐龍是給巨人造就的。石油就是高層空間動物獸類的屍體,煤炭是高層空間的樹木。

    這是科學不解之迷,化驗是生命體殘骸油脂,但是把地球所有動物殺了,也出不了這麼多石油。必須把這些東西聚在一起,突然埋在地下高溫高壓才能形成,否則爛掉。可是沒有形成這個機會與條件。煤礦也不是下沉的山林根根圓木木頭形狀。

    給人造就的一切目地,是希望這些生命重新修練提高道德返回去,這才是人生目地

  • 3 # 隨心樵

    中微子不帶電,因此不會有電磁相互作用,它又屬於輕子,因此也不會有強相互作用,它與其它物質只有弱相互作用,很弱,能很輕鬆地穿透地球。當然又可能被吸收掉,但是機率極低。

  • 4 # 孔徑光柵顯微鏡拍原子

    自然界的四種力量有著巨大的不同。相對而言,如果我們以強大的力量為1,電磁力是10−2,弱者是10−6和重力是10−40。這些都是近似。

    因此,當粒子被物質“阻擋”時,通常是電磁力造成的。

    然而,中微子卻感覺不到強的或電磁力。這意味著它與其他物質的相互作用非常弱。

    事實上,一箇中微子將穿過固體物質(比如金屬)大約一光年,然後才極有可能發生相互作用。

  • 5 # 艾伯史密斯

    答:中微子屬於輕子,而且質量極小,基本只參與弱相互作用,而弱相互作用的尺度在10^-19米數量級,所以中微子的穿透能力極強;就算是一光年厚的鉛板,一箇中微子也能輕鬆穿過而不被吸收。

    中微子是粒子物理學中最神秘的粒子之一,每秒鐘有超過萬億個太陽發出的中微子穿過我們身體,但是我們絲毫感覺不到,這是因為中微子有著幾點特殊的性質。

    電中性

    在上世紀,科學家發現在物質的β衰變中,有一部分能量消失了,甚至連當時的量子力學領袖波爾,也認為在β衰變中能量守恆率不成立。

    為了解決這個問題,奧地利科學家泡利,提出了一種不帶電荷的微小粒子,帶走了β衰變中的能量;直到1956年,科學家才在實驗中觀測到這種粒子——中微子。

    中微子不帶電,所以不參與電磁相互作用,使得人類一般的儀器無法探測到中微子。

    質量極小

    在標準模型中,中微子被認為靜止質量為零;但是在眾多中微子實驗中,中微子表現出微小的質量,大概只有電子質量的千萬分之一;如此微小的質量,註定了中微子參與萬有引力作用很弱。

    不參與強相互作用

    中微子屬於輕子,輕子都是不參與強相互作用的;光子會被原子吸收,是因為光子參與電磁相互作用,電磁相互作用屬於長程力。

    所以中微子基本不和原子發生相互作用,可以輕鬆穿過厚厚的金屬板;甚至是一億個地球排起來,中微子也能從中穿過。

    中微子的探測

    中微子參與弱相互作用,而弱相互作用的尺度為10^-19米,要知道氫原子核的直徑才10^-15數量級,所以中微子幾乎不與普通物質參與作用。

    除非是中子星物質、黑洞等等,有著緻密原子核與超強引力的地方,能大大增加中微子參與弱相互作用的機率,以及被強引力束縛。

    中微子這樣的性質,使得我們很難探測到它的存在,一般的中微子探測器,都會建造得非常巨大;當大量中微子穿過探測器時,就有可能存在個別中微子參與若相互作用後放出其他粒子,然後再利用光電倍增器捕捉其他粒子,間接證實中微子的存在。
  • 6 # 量子科學論

    曾經,我寫了一篇文章,也是關於描述中微子的,當時的題目的大致意思是:在中微子的面前不存在障礙物,它能瞬間穿透地球,十億個中微子正在穿透你的身體!然後就被無情的扣分了,你是不是也覺得我這個題目誇張了。

    不過我想告訴你的是:這是事實!因為中微子屬於輕子,中性粒子,這說明它不參與電磁作用,而且速度極快,基本接近光速,只會發生很弱的弱相互作用,所以穿透能力極強,據說一光年的鉛盾可以阻擋住中微子!這什麼概念?真的擋不住啊!

    下面我們就聊下中微子是如何在理論上提出的?以及如何發現的?

    先讓我們回到20世紀20年代末。那時我們不僅知道地球上所有的東西都是由原子組成的,我們還知道原子是由原子核組成的,原子核帶正電荷,有大有小,電子帶負電荷,質量更小,體積也很小。

    由於尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)和瑪麗·居里(Marie Curie)等人的努力,我們對原子能級如何工作(上圖)有了一些瞭解,對放射性衰變如何工作(下圖)也有了一些瞭解。

    然而,上圖中的放射性衰變存在一個問題。具體來說,就是上圖中經歷β衰變的原子核。有什麼問題呢?貌似能量守恆對它們不起作用!

    能量守恆說的是什麼:能量不能被創造或毀滅,但可以從一種形式轉換成另一種形式!即使是質量也一樣,因為愛因斯坦說了,質量也是能量的一種形式。

    這就是方程E = mc²告訴我們的!

    那麼我說能量守恆不起作用是什麼意思呢?舉一個最簡單的例子:氚。宇宙中的氫是最簡單的原子:一個質子代表原子核,一個電子繞原子核旋轉。但是我們可以用原子核的一個質子和一箇中子組成一個氫原子,叫做氘,或者我可以用一個質子和兩個中子組成氫原子,叫做氚。

    普通的,沒有中子的氫和稀有的,只有一箇中子的氘,原子核是穩定的,但是氚的兩個中子,在大約12年後會經歷衰變!下圖:一箇中子衰變質子釋放電子。

    我們所要做的就是,如果能量和動量守恆,那麼測量氚,氦-3和粒子(電子)的質量,然後就會知道釋放的電子應該有多少動能,每次釋放出來的電子能量都應該是一樣的!這個能量略大於18kev。

    但是當我們測量電子的能量時,我們發現了不尋常的事?

    它們中很小很小的一部分有大約18kev的能量,幾乎達到了預期的量。但是絕大多數釋放出來的粒子能量要低得多。能量出現了不守恆,那麼如果是你,你如何想這個問題?

    尼爾斯·玻爾當時這麼想的,他提出了一個觀點:也許能量並不是守恆的,當發生衰變時,會損失一點點能量,開始時的能量比結束時的能量要多。

    沃爾夫岡•泡利(上圖左,與海森堡和費米在一起)有一個大膽的新想法。他假設:能量和動量守恆是沒錯的,那麼就說明我們並沒有看到釋放出來的所有粒子。

    也許,除了氦-3原子核和電子,還有一個十分微小,不帶電的中性粒子,帶走了丟失的能量和動量。1930年他把這個粒子命名為“中微子”,意思是“小中性人”。但當時並沒有發現這種粒子!

    檢測中微子的存在

    在20世紀30年代、40年代和50年代早期,隨著中子的發現、原子彈、氫彈的出現以及第一座核電站的建造,核物理學和粒子物理學有了很大的發展。

    事情是這樣的。核電站的工作原理是將具有放射性的鈾棒插入水中,在水中,鈾除了被濃縮成可裂變材料外,還會透過一系列重大的放射性衰變,最終以穩定的鉛元素達告終停止衰變。在這個過程中,每次發生衰變,一個原子都會產生一種理論上的高能中微子(反中微子)。

    如果氚放射性衰變,形成了氦-3,一個電子,和一個反中微子,那麼我們就能使相反的情況發生!

    反過來是什麼?拿一個這種高能量的反中微子,把它敲進氦-3!會發生什麼?理論上會生成一個氚原子(很難檢測)和一個正電子(很容易檢測到)!

    因為物質中充滿了電子,正電子的反粒子。當一個電子和一個正電子碰撞時,它們產生的兩個光子的能量與一個電子(或正電子)的質量相同:511kev !

    當然,其他物質也會產生光子。所以要進行兩次實驗:一次在核電站附近(核電站會產生大量的反中微子),科學家檢測到了大約500個理論上的反應,一次在遠離核電站的地方,只得到大約200個反應!

    這就是發現中微子的方法!儘管中微子早在1930年就被提出,但直到1956年才被弗雷德·雷恩斯(Fred Reines)和克萊德·科溫(Clyde Cowan)發現,他們用氯化鎘代替了氦-3,但是基本的物理原理是一樣的。

    不僅泡利因此獲得了諾貝爾獎,恩里科·費米(Enrico Fermi)也獲得了諾貝爾獎,因為他計算出了中微子的反應速率和截面,雷恩斯和科恩也獲得了諾貝爾獎,他們利用費米的成果設計了他們的檢測實驗!

    這樣的實驗毫無疑問地證明了中微子的存在。

  • 7 # 鍾銘聊科學

    “中微子”的穿透力確實強的嚇人,這也是它最大的特點,但並不是說它就不和任何物質發生反應,只是發生的機率極其低而已。那為什麼它的穿透力特別強呢?

    中微子

    這事其實應該從β衰變聊起,那啥是β衰變呢?其實指的是原子核內的中子在弱相互作用下發生衰變,成為了一個質子和一個電子,還有一箇中微子的過程。

    當然,最早科學家可都不是這麼想的。因為,他們的裝置其實沒有那麼靈敏,導致他們一直沒找到中微子。然後,他們把反應前後的能量和動量一算,他們就無語了,除了電荷守恆了,能量和動量咋還不守恆呢?

    這簡直要顛覆物理學的鐵律“守恆律”,所以當時其實困擾了許許多多的科學家。甚至連一位超神級別的物理學家都栽了跟頭,這就是尼爾斯·波爾。他就提出,可能在微觀世界“能量守恆定律”是不成立的,試圖要用這樣的辦法來解決問題。

    不過,還是有明白事的人,他就是號稱“上帝之鞭”的泡利,這個人懟起科學家來眼睛都不眨的,連愛因斯坦每次上臺演講都要瞅一眼泡利來沒來。他就在一次大會上提出。

    大家一定要相信在微觀世界裡,能量守恆定律同樣是成立的。β衰變的過程中,應該是存在一種小質量的中心粒子,只是我們沒有檢測到,它帶走了虧損的能量。

    可能你要納悶了,不是缺失了能量麼?為啥泡利提的是質量。實際上,這和很多人的誤區有關,許多人常常認為愛因斯坦的質能方程適用於核物理,講的是“質量轉化為能量”的事情。

    實際上,質能方程的適用面特別廣;而且質能方程也可以叫做質能等價,其實說的是質量和能量是一回事,它們其實是一個東西的兩個面,而不是相互轉化的關係。因此,在微觀世界中,為了方便實驗,科學家會把粒子的質量和能量都等價於能量來進行計算。尤其是在高能加速器進行粒子對撞時,探測的就是能量。

    科學家就是把狹義相對論中的質能等價和量子力學結合到一起得出了量子場論,提出的粒子物理標準模型的。

    我們再回到正題,實際上泡利的堅持是對的,後來費米把他提出的這個粒子命名為中微子。

    中微子為什麼穿透性那麼強

    當然光是命名是沒有任何意義的,還得找到才行。可中微子其實一點都不好找。有這麼幾點原因:

    質量很小:根據理論計算,中微子的質量非常非常小,小到接近於0,科學家計算發現,中微子的質量上限也就只有電子質量的百分位之一而已。由於靜止質量極其小,導致它的速度可以非常接近於光速。不參與電磁相互作用:中微子是電中性的,也就是不帶電荷的。這就導致它其實不參與電磁相互作用。不參與電磁相互作用有啥用呢?觀測利用的是電磁相互作用:而我們觀測一個物體,本質上利用的就是電磁相互作用,具體的過程和人看東西是一個道理,遠方的物體發出電磁波,然後被我們接收到。最常見的其實就是光,我們接收光的過程,其實就是利用的電磁相互作用,所以,其實光子是參與電磁相互作用的,這也是為什麼,你拿東西一檔,光就沒了的原因。這也是為什麼光子的穿透力遠不如中微子的原因。

    我們說了造成中微子穿透力特別強的原因,現在我們再來說說具體體現出來的效果。我們可以來看三個資料:

    我們的身體每秒鐘會有10萬億個中微子穿過,而我們根本毫不知情。中微子在宇宙中走過1億光年的路徑,才有50%的機率和該路徑上的物質發生反應。太陽核心核聚變,每產生3個光子都會伴隨著2箇中微子的產生,光子從核心到達太陽表面,平均需要14萬年的時間,這是因為太陽是等離子體,光子會受到各種阻礙,跌跌撞撞地出來;而中微子可以無視一切,直接傳出來,幾秒鐘就穿出來了。

    所以,基於上面的描述,我們並不能說中微子並不和任何物質反應,只是反應的機率極其低,導致它的穿透力特別特別強。

    中微子也是參與反應的

    中微子通常透過弱相互作用發生反應,科學家觀測中微子的方法其實就是利用了這個特點。它會和水中的氫原子核(也就是質子)發生反應,產生一箇中子和一個正電子。

    這也解釋了為什麼中微子探測器總是裝的滿滿的純水,比如:日本神岡中微子探測器,就是地下礦井中裝了5萬噸的純水。

    除了會參與弱相互作用之外,中微子還會變身,早期科學家在觀測太陽中產生的中微子時,觀測到的中微子數量一直就只有理論值的1/3,這問題困擾了科學家很長很長的時間。直到2001年,科學家才發現,中微子實際上是有3種,這也就算了,更讓人捉摸不透的是,它們還會相互轉化,這也被叫做中微子振盪

    正是基於中微子這些奇怪的特性,人們也管中微子叫做:幽靈粒子。我們可以總結一下,中微子之所以穿透力強,是因為質量很小,速度快,電中性,不參與電磁相互作用,而觀測需要利用電磁相互作用。但它也並不是完全不參與反應,它還是參與弱相互作用的,只是機率極其低。所以說,它能穿越任何物體並不十分準確。除此之外,中微子一共存在三種,它們之間還會相互轉化,也被叫做中微子振盪。

  • 8 # 科學新視野

    因為電中性,並且屬於輕子,所以中微子不參與強相互作用和電磁作用,只有參與引力作用和弱相互作用。

    而弱相互作用的尺度在亞原子尺度,引力作用在微觀基本上就沒有作用,加上接近光速的速度,它確實可以很容易地穿透大量的物質而不會受到阻礙。

    但是並不意味著它可以穿透任何物質,實際上,只要厚度足夠,空氣都可以攔截下它,更別說其他密度更大的物質,什麼都攔不住我們就根本不可能捕獲知道它的存在了。

    探測中微子的方法很多,比如超級神岡探測器利用純度極高的重水探測太陽中微子,這些小顆粒在穿過水中時,速度可以比水中的光速還快,因此會反應產生一種叫做切連科夫輻射的藍光,可以利用感光元件捕獲,甚至可以用眼睛直接看到,從而間接證明。

    研究中微子的科學家多是採用這種間接方式,直接地讓中微子撞上原子核或者其他基本粒子參與弱相互作用,真的很難,微觀世界很空曠的。

    比如一個人,細微到亞原子尺度,人體99.99%的空間都是空無一物。

  • 9 # 星球上的科學

    在1956 年,人類直接觀測到了中微子,在2013年11月23日,科學家首次捕捉源自太陽系外的高能中微子。中微子對宇宙的探索來說有非常大的意義。

    它是組成自然界最基本都粒子之一,它個頭小不帶電,可以自由穿過地球,它質量非常輕,可以接近光速運動,它與其他物質的相互作用十分微弱,它被稱為宇宙“隱身人”。我們不得不懷疑它可以穿透任何物體嗎?

    首先來了解一下中微子的能量 在世界科技創新論壇上,亞瑟·麥克唐納表示中微子的能量可以達到世界上粒子加速器產生的能量的幾百萬倍!中微子的質量非常非常的輕,在2017年的9月22日,冰立方探測到一個能量為290 TeV(萬億電子伏特)的中微子,而目前能量最高的加速器——歐洲核子研究中心的大型強子對撞機只可以把粒子加速到7 TeV……

    在電影《2012》中,當時的電影中,強烈的地震、火山爆發噴發出噴列的岩漿,轉眼讓眼前熟悉的家園變成了人間地獄。引發的原因就是中微子和地核內部的物質發生了聚變,釋放了大量的能量,從而引起板塊移動,地震火山就爆發了,我們知道天然的放射性衰變,人工的核反應,如反應堆執行,核聚變都可以產生中微子。

    中微子的穿透力有多強呢?

    因為中微子的能量本身是不確定的,雖然來自太陽的中微子能量是0.42MeV,但是透過高能加速器,中微子能量可以達到數十億電子伏特。中微子質量小萬有引力弱;不帶電,不參與電磁相互作用;不參與強相互作用參與弱相互作用,所以中微子幾乎可以在地球上的所有物質間穿過。

    中微子號稱“幽靈粒子”,是目前最神秘的粒子之一,它的穿透力我們無法想象的大,恐怕是一億個地球,也很難吸收一箇中微子。

  • 10 # 宇宙觀察

    很多人對中微子的其實並沒有什麼印象,畢竟它的“出鏡率”遠沒有原子和分子那麼強

    但喜歡看科幻作品的朋友想必不會忘記《2012》中地球災難的起源就是因為太陽發射的中微子遠端加熱了地核導致一系列災難,而在硬科幻小說《三體》裡中微子被當作一種資訊傳輸和儲存的手段,用書裡的原話說就是“一束被除錯過的中微子可以將資訊近乎永久的儲存下去而不產生畸變”

    在現實裡中微子也確實能“穿過”大部分物體而幾乎不和物體產生任何反應,科學家估計白天的地球上每平方釐米每秒都會穿過650億個來自太陽的中微子,這些中微子穿過了包括人類在內的所有物體,但我們自身永遠無法感知到中微子。

    那麼物理學家們是怎麼知道中微子存在並且探測到它們的呢?

    中微子的歷史最早可以追溯到1930年,當時的物理學泡利為了解釋β衰變過程中能量和動量的不守恆而引入了中微子的概念,認為就是這種暫時還沒發現的粒子帶走了一部分質量從而導致了不守恆。

    1956年科溫和萊茵斯第一次觀測到了真實的中微子並獲得了1995年的諾貝爾物理學獎,不過他們發現的中微子只是電中微子,此後其他物理學家還發現了μ(姆)中微子和τ(套)中微子,中微子身世算是被揭開了,剩下的工作就是研究它的性質。

    在研究中微子性質的過程中物理學家先後發現了不同介質內的中微子震盪現象,這說明中微子還是有著微小的質量的。

    嚴格意義上來說中微子並不是和所有物體都不發生反應的,它之所以穿透性強只是因為它質量小速度快而且還不帶電荷。

    目前探測中微子的手段就是用純水,因為中微子這種近光速運動的粒子在進入水中後會因為介質的突然變化而產生契倫科夫輻射(類似於核電站內的幽幽藍光),日本的超級神岡探測器內就有5萬噸純水。

  • 11 # 想法捕手

    中微子穿透力確實很強,但還是會和一些東西發生相互作用,只是機率很小很小很小。能發生相互作用,就說明它還是有可能被一些物體給擋住的。

    關於中微子如何被發現的,前面的回答說的很詳細了,我簡述一下就是,然後說點現在理論上關於中微子的一些新認知。

    上面是目前最大的探測中微子的“超級神岡探測器”,建在日本一個深達1000米的廢棄砷礦中。中微子的由來

    20世紀初,人們實驗發現β衰變會出現“能量不守恆”現象。這對剛剛才革了經典學命的量子學派們來說,像嗅到了肉一樣興奮,如果能再把“能量守恆定律”的命革掉,那真的是徹底顛覆了世界。

    但1930年,沃爾夫岡•泡利還是以“能量守恆”的角度,給出了一個解釋,並預言了一個當時無法觀測的“幽靈粒子”,這就是中微子。

    泡利認為能量並沒有不守恆,β衰變卻失的那一部分能量,應該是生產了一個不和電磁波作用的新粒子,所以我們觀測不到。

    因為不帶電,泡利本來想把它叫做“中子”,但這個名字已經被人用了。因為這個粒子很微弱,於是就叫“中微子”了。

    在當時“中微子”僅僅也只是一個想法而已,觀測不了,也證明不了。

    1933年,費米在此基礎上,建立了對弱相互作用的研究,也引領我們知道了弱力的存在。

    至於“中微子”後來如何被檢測到的?

    二戰後,弗雷德·雷恩斯(Fred Reines)開腦洞的想到在原子彈爆炸現場來檢測中微子,最後美華人在製作原子彈的核反應堆上第一次實驗檢測到了中微子。

    遊離於“標準模型”之外的“變色龍”。

    作為有“幽靈粒子”之稱的中微子,大家對它最大的認知就是穿透性,但它最詭異的特徵並不是是穿透性。在粒子族群中,它更像一個“變色龍”。

    首先,中微子有質量,大約是電子的百萬分子一到十萬分子一之間。

    以“標準模型”來看,中微子應該是沒有質量的,但事實上現代物理學實驗發現中微子具有質量,只是很微小。1998年,高木凱田教授和阿瑟·B·麥克唐納教授憑這一發現,獲得了2015年諾貝爾物理學獎。

    其次,中微子不僅具有質量,還擁有“三色”。

    “色”是一個物理學概念,並不是真正意義上的顏色,可以理解為三種類型。而且每種型別的中微子質量也是不確定的,而是三種可能質量的混合。

    然後,中微子這三種類型,是“三位一體”的。

    在傳播的過程中,中微子在“三色”間不停轉換,並且每種型別的中微子質量也是不確定的,而是三種可能質量的混合。也就是說,它的質量還可以忽大忽小,而且我們並不知道這三種質量的具體數值。

    最後,中微子具有一種“手性”。

    簡單理解下“手性”,想象我們的雙手就行了,左右看似一樣,實則不一樣。目前我們觀測到的中微子都是“左手性”的,還沒發現其“右手性”的存在。

    如果有“右手性”的中微子存在,那麼它一定不與我們已知的力相互作用,而且“右手性”中微子應該很重,才能與很輕的“左手性”中微子相匹配。

    而這種很重的“右手性”中微子,一直也是暗物質的候選物件。

    總結

    如果說,希格斯粒子促成了“標準模型”的成形,那中微子就是來給“標準模型”拆臺的。目前前沿的粒子物理學,要研究的重點物件就是中微子。

    但中微子太難探測了,地球面對太陽的一面,每秒鐘每平方釐米,會遭到650億個中微子轟擊,但幾乎全都會穿過地球。

  • 12 # 刁博

    中微子是一種不帶電的、質量極小的基本粒子。上個世紀20年代,核衰變過程中會有能量丟失,這困擾著當時的很多傑出頭腦,有科學家甚至認為能量守恆定律在微觀世界中不成立。1930年,泡利預言了一種隱身的粒子——中微子,在他看來中微子呈電中性,質量為0,參與弱相互作用,故尋找到這種粒子幾乎是不可能的。丟失的能量就是被中微子帶走的。

    泡利給出中微子預言後的第26年,中微子存在的證據得以發現。中微子難以被捕捉到,大量的中微子中就會有那麼幾個被捕捉到。核反應堆工作的時候能夠釋放出大量的中微子,中微子的存在證據就是在核反應堆旁邊發現的。透過計算還發現,中微子遍佈宇宙空間,每秒鐘約有3億億個中微子穿過人的身體。這些中微子在穿過地球、宇宙星雲的時候也幾乎是暢通無阻的,中微子也因此有了一個叫“幽靈粒子”的外號。

    能夠捕捉到中微子,意味著一些物質對中微子來說並不是徹底的透明。最早探測到來自太陽的中微子用的是600多噸的四氯乙烯作為探測器,每秒鐘上千億億個太陽中微子穿過探測器,每4天才會有一箇中微子被捕獲。目前各種探測中微子的裝置都是龐然大物,裡面裝著作為探測器的純水、液閃、液氬、重水等。儘管佈下的是天羅地網,可被捕獲到的中微子仍然是少得可憐。

    中微子這麼神秘,如果問一下它能穿過黑洞嗎?這的確是一個非常好的問題。

    泡利預言的中微子是沒有質量的,發現中微子之後的幾十年裡也一直認為它是沒有質量的,包括粒子物理的標準模型也認為中微子是沒有質量的。如果中微子沒有質量,就意味著它不參與引力相互作用。

    光子沒有靜止質量,但是光也不能逃離黑洞。你可以根據拉普拉斯的經典物理理論認為光是被吸進了黑洞,也可以認為黑洞附近的時空被嚴重扭曲了,光子無論以任何角度進入黑洞的視界只能墜入中心的奇點。這樣看的話,不論中微子有沒有質量,它都會被黑洞吞噬。

    而且,中微子沒有質量的說法已經被改變。對中微子有質量的研究是從解決太陽中微子消失之謎全面展開的。早期實驗發現,探測到的來自太陽的中微子數量少於理論預言,儘管實驗精度已足夠高,可實驗資料和理論資料仍然有巨大的差距。後來有人提出中微子振盪的概念,太陽中微子消失之謎才逐步得到了解決。中微子振盪認為中微子在飛行的過程中會自發地由這種中微子變成另一種中微子,並且還能夠變回來,就像水波在振盪一樣。中微子有振盪就意味著中微子的質量不為零。

    中微子的振盪早已得到實驗證明,相關科學家也因此獲得了諾貝爾獎。對中微子振盪的研究仍在繼續,並且還有可能繼續摘得諾貝爾獎。中科院高能物理研究所的王貽芳憑藉發現新的中微子振盪獲得了未來科學大獎,授獎詞中稱讚他的這項發現是超出粒子物理標準模型的。之所以“超出標準模型”是因為標準模型認為中微子的質量為零,而振盪就意味著中微子的質量不為零。王貽芳的這項發現在未來也是有可能被授予諾貝爾獎的。

    中微子有質量就意味著它可以參與引力相互作用,黑洞附近的強大引力可以將其拉入黑洞中。幽靈粒子中微子可以輕鬆穿過地球,可是在黑洞面前它並沒有什麼特殊性。黑洞對光不透明,對中微子也是不透明的。

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