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1 # 帶土7788
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2 # 懷疑探索者
目前可知,中微子可以輕而易舉的穿透地球的中心。中微子就是一種不帶電荷的基本粒子,又極具穿透性。它的質量非常小,幾乎可以忽略不計。中微子基本上不與其他物質發生相互作用,所以不容易干擾它們。
地球是一顆典型的岩石行星,它的構造為地殼、地幔、地核,我們對於地球內部的詳細情況還不是特別掌握,甚至比不上天文學家對銀河系的瞭解。這主要是由於我們缺乏對地球深處探索的有效手段。想知道地表下面有什麼,最直觀的就是取一個樣品,挖一個探井是最有效的方法。目前世界上最深的探井,是前蘇聯在科拉半島打出的一口深井,鑽頭已經深入地下12000多米。但由於操作係數太高,加上資金困難,所以這口井被荒廢了。工程師當時需要每天消耗價值100萬美金的鑽頭,而且從那麼高的上面垂直打下來,要求誤差控制在毫米以內,這樣的難度註定打探井的方式是“不夠聰明”的。
還有一個方法就是利用地震波來推測地球內部的構造。我們分析地震波在地球介質裡面的傳播情況,可以得到一些透過勘探手段掌握不了的知識。地震波在遇見不同的地球介質時,它會有不同的傳遞速度,並在交介面上產生折射、反射等行為,這些特性被用來了解地球的內部構造。這個是間接的瞭解地球內部的方式。
(地下中微子實驗裝置)
無論是探井,還是地震波,這些手段都有一定的侷限性。而如果未來我們掌握了中微子探測技術,就可以隨心所欲的給地球做全身“掃描”。地球的一切物質在中微子面前,等同於虛設,完全是透明的存在。從經濟效益上說,與探井等比較,中微子技術非常廉價。
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3 # 鍾銘聊科學
四大作用
其實一個東西是不是能夠穿透另外一個東西,核心就在於兩者之間是不是會發生相互作用。在自然界中存在四大作用力,引力、電磁相互作用、強相互作用、弱相互作用。相互作用(雖然不夠嚴謹,但你也可以粗暴的理解成“力”)其實就有點像是萬物的粘合劑一樣,沒有它們,我們的宇宙將會變成一盤散沙。銀河系,太陽系就是依靠引力來維持的,我們能夠站在地球上,而不是飄起來,其實是因為地球引力的作用。引力會讓萬物相互吸引。
除了引力之外,我們日常生活中所接觸到的相互作用就是電磁相互作用,包括摩擦力,支援力,拉力等等,其實本質上都是電磁相互作用,這是因為這些作用都是在原子的層面發生的。
雖然我們幾乎很少會接觸到,但它們實實在在發生在我們身體的各個部位的,是強相互作用和弱相互作用。它們是確保原子核存在的相互作用。在這四大作用當中,強相互作用最強,其次電磁相互作用,弱相互作用,最弱的是引力。
上文我們也提到,一個物體是不是能夠穿透另外一個物體,說白了就是要儘可能的少發生相互作用,即使要有,也只有是弱相互作用和引力。
這是因為它們的強度都很弱,其次弱相互作用並不容易發生。因此,不參與強相互作用和電磁線相互作用的東西穿透力都極其強。都有哪些東西是具備這種特質的呢?
中微子中微子是非常符合這個特質的,它只參與弱相互作用,由於質量小到幾乎都很難測得到(是存在質量的,只是太小了而已),在基本粒子當中,除了光子和膠子之外,最輕的就是中微子了,上限只有電子的百分之一左右的水平,因此,引力對它的影響可以忽略不計。也正是由於質量太小,根據狹義相對論,它可以具備非常高的速度,這個速度可以很接近光速。基於這兩點,中微子的穿透力是十分驚人的。
對它來說,穿透整個地球根本不是什麼難事,輕輕鬆鬆,而且時時刻刻在發生。不僅如此,我們的身體每秒鐘都有十萬億中微子穿過,但是我們根本一點都察覺不到。1987年2月23號的晚上,編號為SN1987A的星體發生了超新星爆炸。
地球上有好幾個在北半球的中微子探測器就探測到了中微子的蹤跡,而這些中微子就是從南極一路穿透地球上到達北半球被捕捉到的。
暗物質除了中微子,還存在一個我們目前只是間接觀測到它存在的東西,那就是暗物質。它也不參與強相互作用和電磁相互作用,因此我們根本無法觀測到暗物質的存在。因為,我們是透過電磁力(電磁波)來觀測天文現象的。按照目前的主流理論,暗物質參與弱相互作用和引力。星系之所以能夠形成,應該說是多虧了暗物質的存在,因為星系自身的引力根本無法確保整個星系可以正常執行,而會一下子崩塌,正是因為暗物質提供了額外大量的引力,星系才能夠拽住各個恆星。
暗物質是我們可以觀測到的物質的5倍之多,並且它們的移動速度特別慢,因此,它們分佈特別廣泛。
應該說,我們生活的世界中,到處都是暗物質,它們也很和中微子一樣,可能正在慢慢穿過人體,但人同樣是一所無知,所以,我們是生活在一個被暗物質所包圍的世界裡。
觀測無論中微子還是暗物質,由於穿透力強,並且很難觀測,所以為了排除其他宇宙射線的干擾,尋找它們的裝置都在地下深處幾百米或者幾千米的地方。
目前,世界各地都有很多中微子探測器和暗物質探測器,就拿中微子探測器來說,最出名的是日本的超級神岡中微子探測器,這裡存在5萬噸純水就是用來找中微子用的。
至於觀測暗物質的實驗室,我們國家有一箇中國錦屏極深地下暗物質實驗室。
所以,觀測中微子和暗物質的實驗室其實利用的就是它們穿透力很強的這個特點。
最後,我們來總結一下,中微子和暗物質由於不參與強相互作用和電磁相互作用,使得它們的穿透力特別強,穿過整個地球都輕輕鬆鬆。
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岩漿生成於地幔,地幔是地球放射性物質集中的地方,由於放射性物質分裂的結果,整個地幔的溫度都很高,大致在1000℃到2000℃或3000℃之間,這樣高的溫度足可使岩石溶化,但這裡的壓力很大,約50到150萬個大氣壓;這樣大的壓力下,物質的熔點要升高,這種環境下,地幔物質可具有一些塑性,但沒有熔成液體,可能區域性處於熔融狀態;在地殼上某些部分,如裂縫等薄弱環節,壓力下降,岩漿就從這些地方噴發出來。