意大利研究人員發(fā)現(xiàn)反中微子
意大利國家原子物理研究所大薩索國家實驗室Borexino協(xié)會的研究人員在一個尼龍球探測器里發(fā)現(xiàn)反中微子,這個探測器包含1000噸液態(tài)碳氫化合物。這個尼龍球被放置在一個更大的不銹鋼球里,安裝在鋼球里的一排排超靈敏光電探測器的頂部都指向尼龍球內(nèi)部。這兩個球狀物都安裝在另一個直徑是 45英尺(13.7米)的鋼球里,最外層這個鋼球里盛有2400噸純度很高的水。
整個裝置被埋在意大利大薩索山下近1英里(1.6公里)的地下。所有這些都是為了確保該試驗只發(fā)現(xiàn)中微子和反中微子。這些粒子極難被發(fā)現(xiàn),因為 它們幾乎可以穿透任何東西,而不與其發(fā)生反應(yīng)。該試驗經(jīng)過一年多的尋找,只發(fā)現(xiàn)很少一點信號。發(fā)現(xiàn)太陽中微子相對更容易一些。 研究人員在《物理學(xué)快報B》上詳細介紹了他們兩年來(從2009年12月開始)的研究成果。新澤西州普林斯頓大學(xué)的物理學(xué)家、聯(lián)合研究人員弗蘭 克·克拉普萊斯說:“這是一項非常重要的研究成果。它不僅說明我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)反中微子,而且為我們研究地球內(nèi)部提供了一個新工具! 科學(xué)家認為,反中微子是由地殼(最外層)和地幔(地殼下面的一層,距離地表2900公里)里的鈾、釷和鉀的放射性衰變形成的。研究人員希望通過 研究反中微子,對衰變元素是如何在地表下積聚熱量,以及它是如何對地幔里的對流產(chǎn)生影響的有更多了解。是否放射性衰敗控制著這一層的熱量聚集情況,或者這 些熱量是來自其他來源,目前不得而知。 對流過程中,熱驅(qū)使炙熱的巖石從地球內(nèi)部上升到地表。它導(dǎo)致板塊發(fā)生變動、大陸發(fā)生漂移、海床不斷擴大,引起火山爆發(fā)和地震。這項最新研究說 明,地球內(nèi)部的輻射能可能是給地幔提供熱量的一個重要熱源。 研究這些粒子,有助于科學(xué)家更好地了解地球內(nèi)部的熱流是如何對火山和地震等地表活動產(chǎn)生影響的。研究人員認為,正是反物質(zhì)粒子導(dǎo)致地球內(nèi)部發(fā)生放射性衰變的。 這種粒子被稱作反中微子(Geoneutrinos),是由奇特的反物質(zhì)組成,反物質(zhì)的性質(zhì)跟常規(guī)物質(zhì)正好相反。當(dāng)電子等常規(guī)粒子與反物質(zhì)粒子 ——正電子相遇時,它們會相互殲滅對方,引起猛烈的爆炸。反中微子是中微子的反物質(zhì)粒子,它是在太陽里產(chǎn)生的,是一種很輕的中性帶電粒子,當(dāng)宇宙射線擊中 一個正常原子時,就會產(chǎn)生反中微子。早期的日本KamLAND試驗,在2005年第一次發(fā)現(xiàn)可能的反中微子跡象。 |