地下700米的“玻璃球”，探索宇宙之初 #中微子

2024-11-14 11:30世界奇闻

中微子是鬼吗？为什么被称为幽灵粒子？

1. 最近我国地下 700 米的江门中微子实验室很火，今天戴老师就来讲讲中微子究竟是什么。

2. 中微子并不是大家戏称的阿飘，它和电子、光子一样都是宇宙粒子的一种，只不过它非常轻，看不见摸不着，能够轻松穿过各种物体，又几乎不和地球上任何物质发生作用，想要监测它比登天还难，这才导致它们有了幽灵粒子的称呼。

3. 其实最初人们发现中微子也是靠猜的，19 世纪中期人们在研究β衰变时发现中子变成质子和电子后能量竟然减少了，这不符合能量守恒定律。在很多人以为基础物理要废了的时候，著名物理学家泡利(Wolfgang Ernst Pauli)却坚持认为这里面肯定有一种不带电的粒子没被发现。

4. 后来科学家们经过一系列的试验后证明了中微子的存在。只从中微子亮相以来，它一直是粒子物理学研究的热点之一，如今已经有 4 届诺贝尔物理学奖与中微子研究密切相关。不过人们对中微子的了解依然仅限于它的存在，至于特性、质量还是一无所知。

5. 我国的江门实验室就是用来测量中微子的质量和特性的，可以看到实验室的外部是一个直径 41 米的不锈钢球形骨架，里面有一个直径 35 米的有机玻璃球，这个球里是 2 万吨液体的闪烁体和 45000 个像灯泡一样的光电倍增管。当有高能中微子经过时就会与装置中的闪烁液体发生反应，45000 个灯泡就可以感知到中微子撞击后产生的电子、缪子等离子。

6. 科学家们就可以通过分析这些粒子的相关数据反向推算出中微子的质量和特性了。把实验室建在地下 700 米是因为地面上的宇宙射线会干扰对中微子的探测，地下 700 米可以把宇宙射线的干扰强度降低 10 万倍，让我们得到纯净的中微子信号。

7. 之所以大费周章的寻找中微子是因为中微子是宇宙大爆炸的产物，携带着很多重要信息，对于认识宇宙和这个世界都非常重要。而且中微子不受物质阻碍的特性也是未来通信的最完美手段之一。所以掌握中微子对未来发展具有***性的意义。