中微子是一种亚原子粒子，它以接近光速的速度穿过宇宙。(图片:©上面)

 

中微子是在各种各样的核过程中产生的难以捉摸的亚原子粒子。它们的名字，意思是“小中性”，指的是它们不带电荷。在宇宙的四种基本力中，中微子只与两种力相互作用——重力和弱力，后者负责原子的放射性衰变。它们几乎没有质量，几乎以光速在宇宙中飞驰。

 

宇宙大爆炸后不到一秒钟，无数中微子就出现了。而且新的中微子一直在产生:在恒星的核心核中，在地球上的粒子加速器和原子反应堆中，在超新星爆炸坍塌期间，在放射性元素衰变时。据康涅狄格州纽黑文耶鲁大学的物理学家卡斯滕·希格说，这意味着宇宙中中微子的平均数量是质子的10亿倍。

 

尽管中微子无处不在，但对物理学家来说，欧亿注册它们在很大程度上仍然是个谜， 杏耀客服q3451-8577 ，因为这些粒子很难捕捉到。中微子穿过大多数物质，就像光线穿过一扇透明的窗户，几乎不与任何其他存在的东西发生作用。在这个时刻，大约有1000亿个中微子穿过你身体的每一平方厘米，尽管你什么也感觉不到。

 

发现看不见的粒子

 

中微子首先被假定为一个科学之谜的答案。在19世纪末，研究人员对一种叫做衰变的现象感到困惑，在这种现象中，原子内部的原子核自发地释放出一个电子。衰变似乎违反了两个基本的物理定律:能量守恒和动量守恒。在衰变过程中，粒子的最终形态似乎能量略过低，质子是静止的，而不是被撞向电子的相反方向。直到1930年，物理学家沃尔夫冈·泡利(Wolfgang Pauli)才提出了这样的观点:一个额外的粒子可能正在飞出原子核，携带着它丢失的能量和动量。

 

“我做了一件可怕的事。我假设了一个无法被探测到的粒子，”泡利对一位朋友说。

 

25年后，物理学家克莱德·考恩(Clyde Cowan)和弗雷德里克·莱恩斯(Frederick Reines)建造了一个中微子探测器，并把它放在南卡罗来纳州萨凡纳河核电站(atomic Savannah River power plant)的核反应堆外。他们的实验成功地捕获了从反应堆中飞出的数以万亿计的中微子中的几个，考恩和雷恩斯自豪地给泡利发了一封电报，通知他他们的确认。雷内斯后来获得了1995年的诺贝尔物理学奖——那时考恩已经去世了。

 

但从那时起，中微子就不断地挑战着科学家的期望。

 

太阳产生大量的中微子轰击地球。在20世纪中期，研究人员建造了探测器来寻找这些中微子，但他们的实验不断显示出差异，只探测到大约三分之一的预测中微子。要么是天文学家的太阳模型出了问题，要么就是发生了一些奇怪的事情。

 

物理学家最终意识到中微子可能有三种不同的口味或类型。普通的中微子被称为电子中微子，但也存在另外两种口味:介子中微子和tau中微子。当中微子穿过太阳和地球之间的距离时，它们在这三种类型之间振荡，这就是为什么那些早期的实验——只设计用来寻找一种味道——总数量的三分之二一直不见踪影。

 

但是只有有质量的粒子才能经历这种振荡，这与早期认为中微子没有质量的观点相矛盾。虽然科学家们还不知道这三个中微子的确切质量，但实验已经确定，其中最重的中微子的质量至少是电子质量的0.0000059倍。

 

中微子的新规则?

2011年,带有乳液跟踪设备的振动工程研究人员(歌剧)实验在意大利引起了全世界的轰动,宣布,他们已经发现中微子比光速快旅行——一个被认为不可能的企业。尽管媒体对这一结果进行了广泛报道，但科学界对这一结果表示了极大的怀疑。不到一年之后，物理学家们意识到，错误的线路模拟了一个比光速还快的发现，中微子又回到了宇宙中守法粒子的领域。

 

但是科学家们仍然有很多关于中微子的研究要做。最近，芝加哥附近费米国家加速器实验室(费米实验室)的微型助推器中微子实验(MiniBooNE)的研究人员提供了令人信服的证据，证明他们发现了一种新型中微子，称为无菌中微子。这一发现证实了在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)的液体闪烁中微子探测器(LSND)上发现的早期异常。无菌中微子将颠覆所有已知的物理学，因为它们不符合所谓的标准模型。标准模型是一个框架，可以解释除重力之外几乎所有已知的粒子和力。

 

如果米尼布恩的新结果站得住脚，“那将是巨大的;这超出了标准模型;这将需要新的粒子……和一个全新的分析框架,”杜克大学的粒子物理学家凯特Scholberg告诉欧亿注册。