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发现下一个上帝粒子 宇宙中微子将成物理学焦点

http://www.kexue.com 2014-01-15 08:47:12 凤凰科技  发表评论


幽灵般存在的中微子

  在深空寻找中微子或可能为我们研究宇宙提供新的展望,加拿大多伦多大学的天体物理学家雷·贾亚瓦哈纳(Ray Jayawardhana)这样说道。

  中微子有何奇特之处?

  它们是具有非常奇怪特性的基本粒子,它们几乎不会与物质发生相互作用,这使得确定它们的存在变得异常困难。每秒钟有上万亿颗中微子经过你的身体,但在你的一生之中,这些中微子可能只有25%的机会与体内原子发生相互作用。

  中微子从何而来?

  有些中微子来自太阳,其它的则是宇宙射线撞击原子时在上层大气层里产生的。此外还有地球内部放射性元素衰变时产生的反中微子。每天经过地球的大部分中微子来自这三种情况。但科学家们还对探测来自更遥远的中微子——宇宙中微子非常感兴趣。

  宇宙中微子有何特别之处?

  宇宙里某些非常暴力的现象会产生中微子。因此宇宙中微子使得我们能够探索某些非常基本的问题。然而,到目前为止科学家们只检测到两批中微子。第一批来自超新星1987A,后者在银河系卫星星系里爆炸。近期,南极洲冰立方中微子观测台报告发现了28个能量中微子,几乎可以肯定它们的起源来自宇宙。

  冰立方的检测有多重要?

  它标志着中微子天文学的开始。天文学并不像其他科学,我们不会在显微镜下努力寻找“猎物”或者在实验室里分析它。我们必须依赖来自遥远源头的微弱的光。到目前为止,我们只探索了电磁波谱,目前我们只知道另外两个潜在的宇宙信使,一个是引力波——目前尚未直接监测到,另一个是宇宙中微子。

  冰立方的科学家们是否知道他们观测到的中微子的精确起源?

  目前还没有。但是两个潜在的起源是位于星系中央的超大质量黑洞和伽马射线爆发,后者很可能是巨大质量恒星死亡时产生的。

  宇宙中微子还揭示了什么其它信息?

  宇宙大爆炸后数秒的时间内应该产生了中微子。利用现存的天文学我们只能够回顾到宇宙大爆炸后38万年。如果我们能够监测到这些“遗物”中微子,我们将能一窥宇宙出生后数秒的情景。问题在于它们现在能量非常低,因此导致监测它们的存在变得极其困难。目前的检测器敏感度远远不够,无法观测到它们。

  中微子是否能像希格斯玻色子一样吸引公众的注意?

  希格斯玻色子是个很棒的故事,但中微子使得我们能够探测某些意义深远的问题,我认为这使得它们变得更加有趣,它们理应站在舞台的中心受到关注。

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