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哪一年发现第三种中微子的时间是?

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哪一年发现第三种中微子的时间是?

哪一年发现第三种中微子的时间是

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  • 2013-12-24 16:24:16
      2000年,美国费米实验室发现第三种中微子,陶中微子。中微子,又译作微中子,是轻子的一种,是组成自然界的最基本的粒子之一,常用符号ν表示。中微子不带电,自旋为1/2,质量非常轻(小于电子的百万分之一),以接近光速运动。
    粒子物理的研究结果表明,构成物质世界的最基本的粒子有12种,包括了6种夸克(上、下、奇、粲、底、顶,每种夸克有三种色,还有以上所述夸克的反夸子,μ中微子和τ中微子)而每一种中微子都有与其相对应的反物质。
      中微子是1930年奥地利物理学家泡利为了解释β衰变中能量似乎不守恒而提出的,1933年正式命名为中微子,1956年才被观测到。 克),3种带电轻子(电子、μ子和τ子)和3种中微子。  中微子只参与非常微弱的弱相互作用,具有最强的穿透力,能穿越地球直径那么厚的物质。
      在100亿个中微子中只有一个会与物质发生反应,因此中微子的检测非常困难。正因为如此,在所有的基本粒子,人们对中微子了解最晚,也最少。实际上,大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生,例如核反应堆发电(核裂变)、太阳发光(核聚变)、天然放射性(贝塔衰变)、超新星爆发、宇宙射线等等。
      宇宙中充斥着大量的中微子,大部分为宇宙大爆炸的残留,大约为每立方厘米100个。1998年,日本超神冈(Super-Kamiokande)实验以确凿的证据发现了中微子振荡现象,即一种中微子能够转换为另一种中微子。这间接证明了中微子具有微小的质量。
      此后,这一结果得到了许多实验的证实。中微子振荡尚未完全研究清楚,它不仅在微观世界最基本的规律中起着重要作用,而且与宇宙的起源与演化有关,例如宇宙中物质与反物质的不对称很有可能是由中微子造成。   由于探测技术的提高,人们可以观测到来自天体的中微子,导致了一种新的天文观测手段的产生。
      美国正在南极洲冰层中建造一个立方公里大的中微子天文望远镜——冰立方。法国、意大利、俄罗斯也分别在地中海和贝加尔湖中建造中微子天文望远镜。KamLAND观测到了来自地心的中微子,可以用来研究地球构造。 主要性质   粒子间的各种弱相互作用会产生中微子,而弱相互作用速度缓慢正是造就了恒星体内“质子-质子”反应的主要障碍,这也解释了为什么中微子能轻易的穿过普通物质而不发生反应。
      太阳体内有弱相互作用参与的核反应每秒会产生10的38次方个中微子,畅通无阻的从太阳流向太空。每秒钟会有1000万亿个来自太阳的中微子穿过每个人的身体,甚至在夜晚,太阳位于地球另一边时也一样。 探测   由于中微子与其他物质的相互作用极小,中微子的探测器必须够大,以求能观测到足够数量的中微子。
      为了屏蔽宇宙射线及其他可能的背景干扰,中微子的探测仪器时常设立在地底下。 速度   在“中微子震荡”这个概念出现以前,根据狭义相对论而建立的中微子标准模型,中微子的质量应为零,并应该以光速行进。然而,近年的研究似乎开始对“中微子的质量是零”这个假设开始动摇,亦因此开始有人质疑中微子是否能够以光速行进。
         科学家首次对中微子的速度进行侦测在1980年代早期,当时科学家透过从脉冲质子束射击而产生的脉冲π介子束来测量中微子的速度。当带电的π介子衰变,就会产生渺子及中微子或电子中微子。透过检测中微子出现的时间,就可测量出中微子的速度。结果显示中微子的速度是光速与假设相符。
      后来当这个实验在其他地方重复时,测量中微子的方法改用了MINOS侦测器,测出了一颗能量为3 GeV的中微子的速度达1。000051(29) c。由于这个速度的中间值比光速还要快,科学家当时认为实验的不确定性太大,而实际上中微子的速度应该不可能超过光速。
      这个实验设定了50 MeV的渺中微子的质量上限,可靠率为99%。   超新星SN 1987A同样的观测不单在地球上发现,当天文学家观测超新星SN 1987A的中微子爆发时,世界各地有三台中微子侦测器各自探测到5到11个中微子。有趣的是:这些侦测器是在SN 1987A爆发的光线来到地球之前3小时侦测到的。
      对于这个现像,当时科学家把它解说为因为“中微子于超新星爆发时比可见光更早被发射出来,而不是中微子比光速快”,而这个速度亦与光速接近。然而,对于拥有更高能量的中微子是否仍然符合标准模型扩展仍然有争议,当中微子违反了洛伦兹不变性而发生震荡,其速度有可能会比光速还要快。
      2011年9月,意大利格兰萨索国家实验室旗下的OPERA实验室宣布观测结果,并刊登于英国《自然》杂志。研究人员发现,中微子的移动速度比光速还快。根据这项对渺中微子的研究,发现当平均能级达到17 GeV的渺中微子从CERN走到LNGS,所需的时间比光子在真空移动的速度还要快 60。
      7 纳秒,即以光速的 1。0000248 倍运行,是实验的标准差10纳秒的六倍,“比光速快6公里”,证实了这个假设。

    -***

    2013-12-24 16:24:16

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