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有科學的資料嗎? 比如穿越多厚鉛,會被吸收一半?或者穿越多少個地球,會被吸收一半?
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  • 1 # 飛賊克斯和康德馬特

    中微子的穿透力基本上是粒子中的戰鬥機,最厲害的。

    粒子的穿透力如何,和它能夠產生的相互作用有關,還和它的能量、速度、質量等有關。比如光子,雖然靜止質量為零,速度最快為光速,但是光子是電磁場的量子,很容易發生電磁相互作用。一束光發射到物體上,要麼被反射、要麼被折射、要麼被吸收,因為材料中充滿電子、質子等大量產生電磁力的粒子。光子中,能量最高的γ射線穿透力最厲害,需要用釐米厚的鉛板才能擋住。對於帶電粒子,比如電子,它的速度最快也能接近光速,但是穿透力比較有限,同樣是因為電磁相互作用力的原因。例如α粒子,質量大,速度低,還帶電,只需要一張紙就可以擋住。粒子中穿透能力比較厲害的是中子,因為中子不帶電,所有它不會和物體中的電荷發生庫侖相互作用,而是直搗黃龍——和原子核發生強相互作用。但是中子仍然有磁矩,它會和電子的自旋發生強烈的散射,如果材料中存在磁性有序的話,那麼中子就被散射的厲害了。某些特殊同位素對中子有強烈的吸收,擋住中子就是利用這些吸收中子材料放在重混凝土中,對於能量高的中子,通常需要數米厚的混凝土才能搞定。

    中微子的穿透力極強,因為中微子它比較“孤傲”,不參與電磁相互作用和強相互作用,只參與弱相互作用和引力相互作用(後者要更加弱)。因為中微子質量幾乎為零,它的速度還非常快,接近光速。中微子打到任何物體上,幾乎都是如入無人之境,瞬間穿透。即便是面臨整個地球,每100億個中微子打過來,也只有1個會發生相互左右而可能被地球“吃掉”。

    我們的太陽,每時每刻都在進行劇烈的核聚變,產生了大量的中微子。我們生活的宇宙中,也充斥了大量中微子,平均每立方厘米有100個左右!太陽產生的中微子,每秒鐘就會有100000000000000箇中微子穿透我們的身體!

    即使中微子數量巨大,但是因為穿透力太厲害,捕捉中微子極其困難。美國的戴維斯,在1500米深的底下礦井裡用了615噸探測液體,花了30年,才測量到2000箇中微子。日本的超級神岡探測器、中國的大亞灣中微子探測器和將來南極的冰立方探測器,都是儘可能地擴大探測面積和探測器數量,來尋找中微子振盪的痕跡,測定中微子的質量順序。

  • 2 # 核先生科普

    看過電影《2012》的讀者可能記得當時的電影中的場面,強烈的地震、火山爆發噴發出噴列的岩漿,轉眼家讓眼前熟悉的家園變成了人間地獄。

    這個場景和最近上映的《侏羅紀世界2》有相似的地方,但是有不同的地方,《侏羅紀世界2》火山爆發是區域性的,而《2012》中災難性的地震和火山爆發確實全球性的,因為引發災難的原因是中微子和地核內部的物質發生了聚變,釋放了大量的能力,從而引起板塊移動,地震火山爆發隨之而來。

    中微子與地核中的物質無法反應是確定的,能反應僅能代表是編劇的觀點,那麼這些中微子從哪來來的呢?

    中微子從哪裡來?

    1930年奧地利大物理學泡利在研究貝塔衰變能譜連續時就提出了這個猜想,一定是有什麼粒子“偷走”了能量,然而苦於沒有證據,因為偷走能量的就是中微子,那時根本無法探測到。

    天然的放射性衰變,人工的核反應,如反應堆執行,核聚變都會產生中微子,我們身邊的大多數中微子都是從太陽來的,太陽聚變中反應第一步反應式如下:

    1H + 1H → 2H + e+ + νe,ν就是中微子,太陽核心區聚變反應異常強烈,大量中微子就穿透太陽表面,一路到達149597870千米外的地球,其實中微子攜帶的能量是很有限的僅僅為0.42MeV。

    中微子的穿透力

    問題中關於中微子可以穿透幾個地球,這個不一定因為中微子的能量本身是不確定的,來自太陽的中微子能量是0.42MeV,但是透過高能加速器產生的中微子能量可以達到數十億電子伏特,這樣的中微子穿透能力肯定比太陽來的中微子大的多。

    下圖為處於地下的日本神崗中微子探測器

    關於中微子將來利用的幾個猜想

    由於中微子具有這麼強大的穿透能力和傳播能力,科學家就想如果把它利用在通訊上面豈不是好鋼用在刀刃上啦,中微子可以穿透地球,這還需要啥基站,需要啥昂貴的衛星,也不需要研究量子糾纏那麼深奧的東西,但是中微子訊號如何調製解調也是個大問題啊,不管怎麼說,趕緊研發出來一樣,降低通訊費,為民造福科學家該努力的方向。

    還有一個用處是用來研究宇宙的形成具有重要作用,上文提到中微子在宇宙形成之初就產生了,如果可以探測到那時的中微子,會是研究宇宙起源的一個有力論證。

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