|
在日本池野山地下1000米的地層深處,有一個(gè)相當(dāng)于15層樓高的神秘建筑,它的官方名稱是“超級(jí)神岡探測器” 1996年至今,這座盛有5萬噸100%超純水的探測器,已經(jīng)為日本制造了數(shù)個(gè),諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)級(jí)別的成果。 而它所探測的,就是有著“宇宙幽靈”之稱的中微子。 今天的物理學(xué)家告訴我們,人類所在的物質(zhì)世界,是由各種基本粒子構(gòu)成的,而中微子,也屬于基本粒子之一。 不過,中微子有著非常奇特的性質(zhì): 那就是雖然它的數(shù)量極其之多,是宇宙中數(shù)量最為龐大的粒子之一,但由于它屬于中性粒子,所以它不參與電磁相互作用。 這就導(dǎo)致,盡管每秒就有10萬億個(gè)中微子,正在穿過你的身體,但你卻渾然不知,太陽射向地球的中微子,更是只有十萬億分之一,被地球上的物質(zhì)吸收,剩下的中微子都穿過地球,飛向宇宙深處了。 不過,雖然中微子極難與其他物質(zhì)發(fā)生相互作用,但當(dāng)它在水中運(yùn)動(dòng)時(shí),還是有極小的概率與的氫原子或氧原子發(fā)生反應(yīng)的,且由于光在水中的速度只有真空中的75%,因此接近光速飛行的中微子,在水里的速度比光速還快。 這樣一來就像飛機(jī)超音速產(chǎn)生音爆一樣,中微子在水中也會(huì)因?yàn)?超光速",而發(fā)出獨(dú)特的切倫科夫輻射光。 日本之所以要在1000米深處的地下,存儲(chǔ)5萬噸超純水,就是為了盡可能避免,除中微子以外,其他宇宙射線的干擾,并確保中微子產(chǎn)生的切倫科夫輻射光能被準(zhǔn)確地記錄下來。 恒星物理學(xué)家的計(jì)算表明,太陽每產(chǎn)生三個(gè)光子 就會(huì)伴隨產(chǎn)生兩個(gè)中微子,但在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi),地球上探測到的太陽中微子數(shù)量,只有理論計(jì)算的三分之一。 剩下的三分之二去哪了?沒有人知道 1987年2月23日,天文學(xué)界目睹了一次,發(fā)生在16萬光年外,大麥哲倫星云中的超新星爆發(fā)事件,但這次超新星爆發(fā)所生成的中微子數(shù)量,并沒有和太陽中微子一樣,消失三分之二。 于是物理學(xué)界猜想,中微子應(yīng)該有三種,而不是一種,且三種中微子之間還會(huì)相互轉(zhuǎn)化。 這種被稱為,中微子振蕩,的理論預(yù)測,在1998年,被日本超級(jí)神岡探測器,首次確認(rèn)存在,這一突破也讓負(fù)責(zé)中微子項(xiàng)目的小柴昌俊,獲得了2002年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 從預(yù)言存在,到發(fā)現(xiàn),再到確認(rèn)中微子振蕩,物理學(xué)界用了將近一個(gè)世紀(jì),但有關(guān)中微子的其他信息,人類還一無所知,也正因如此,中微子相關(guān)研究,現(xiàn)在已經(jīng)成了物理學(xué)的熱門之一。 2027年之前,日本超級(jí)神岡升級(jí)版,頂級(jí)神岡探測器將開始收集中微子數(shù)據(jù),儲(chǔ)水26萬噸的頂級(jí)神岡,將擁有數(shù)倍于超級(jí)神岡的探測能力。 而我國的江門中微子實(shí)驗(yàn),最早將于2022年開始收集數(shù)據(jù),這個(gè)位于地下700多米深處的中微子探測設(shè)施,將進(jìn)一步揭開中微子的神秘面紗,并且還有可能產(chǎn)生,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)級(jí)別的科研成果。 在科幻作品里,中微子還是最理想的信息傳遞手段,因?yàn)樗鼛缀醪慌c其他物質(zhì)發(fā)生作用,所以理論上一束攜帶信息的中微子,可以將信息傳遞到宇宙任何地方,且不會(huì)像電磁波一樣發(fā)生畸變,丟失信息。 |
|
|