廣東江門中微子研究有望發(fā)現(xiàn)新物理

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2024-12-04 09:12:45 今日頭條

歷時9年多,，位于中國廣東的江門中微子實驗探測器主體于2024年11月20日全部建成,，計劃明年正式運行。消息一出,，科技界對之高度關(guān)注,。那么，讓科學(xué)家“興師動眾”的中微子是什么神秘物質(zhì),？為何要將中微子實驗探測器的主體建在地下700米,？通過它又可以開展哪些科學(xué)研究呢,？我們請中國科普作家協(xié)會會員雷淼來說一說。廣東江門中微子研究有望發(fā)現(xiàn)新物理,！

一樁“失竊案”引出中微子

中微子其實是一種被預(yù)言出來的基本粒子,，這一設(shè)想的開頭，是一樁“能量失竊案”,。

放射性元素有種現(xiàn)象叫作“β衰變”,，即原子核里的中子會衰變?yōu)橘|(zhì)子，并放出一個電子（也稱β粒子）,。英國物理學(xué)家查德威克在1914年通過實驗證實,，β粒子具有連續(xù)的能譜，也就是說,，它的能量不是個確定值,，而是從零到某一上限中的各種可能性都有，而它的兩個“兄弟”α粒子和γ射線總是乖乖地帶出確定的能量,。這個現(xiàn)象令科學(xué)家大惑不解,，既然β粒子不是次次都一樣，那么少掉的那些能量跑哪兒去了,？

對于這樁“能量失竊案”,，奧地利物理學(xué)家泡利主張，除了電子之外,，β衰變還產(chǎn)生了一個當(dāng)時科技手段探測不到的極小中性粒子,，帶著能量偷偷溜走了。1932年,，美籍意大利物理學(xué)家費米把泡利預(yù)言的假想粒子稱為“中微子”（Neutrino）。

1956年,，美國物理學(xué)家萊因斯和柯溫在距離美國薩瓦納河反應(yīng)堆堆芯11米遠的地下12米深處,，用400升氯化鎘水溶液和4200升液體閃爍體搭建出當(dāng)時世界最大的中微子探測器，明確檢測到來自反應(yīng)堆的中微子,，終于發(fā)現(xiàn)了這個“能量竊賊”,。

如今，在地球上指甲蓋大小的面積,，每秒就有600億個太陽中微子浩浩蕩蕩地通過,。由于質(zhì)量極小的中微子表現(xiàn)不出什么引力，而弱相互作用的作用距離又極短,，因此中微子在穿過一般物質(zhì)時基本不會受到阻礙,。打個比方，穿過地球這么厚的物質(zhì),，100億個中微子可能只會被截住一個,。

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