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中微子:迄今最高能粒子被发现

时间:2015-08-12 | 来源:新浪科技 | 阅读:155

话题: 物理

据国外媒体报道,物理学家已经获得了许多有关中微子的新发现。在南极的冰层下有一座巨大的中微子探测站,通过搜寻从北极穿过地球的中微子,该站所探测到的“宇宙中微子”数量已经增加了一倍。近日,这个研究站宣布探测到了目前最高能的中微子。


IceCube中微子探测器位于南极点附近,能向上和向下探测中微子源

与此同时,在意大利的一个探测器第一次证实,在地球的地壳之下也会产生中微子。这些“地球中微子”所携带的能量比宇宙中微子少很多,但它们能帮助科学家了解地热形成的放射过程。相比之下,来自太空的中微子可以提供有关银河系之外各种神秘辐射源的线索。

中微子是一种没有电荷,且几乎没有质量的亚原子粒子,几乎不与其他任何物质发生反应。这意味着它们能以直线穿过宇宙,毫无干扰地穿过整颗行星,并且很难被探测到。在南极的冰层下,IceCube中微子观测站的数千个探测器分布在1立方公里的范围内,这些探测器装有光学传感器,用于捕捉中微子偶尔击中原子时产生的闪光。

北极到南极

2013年,IceCube观测站宣称第一次探测到了来自太阳系以外的中微子,其中有28个中微子在被捕获时的能量远远超过人类最好的粒子加速器所能产生的最高能粒子。从那时到现在,这种高能的“宇宙中微子”数量已经上升到了50个以上。


IceCube观测站由86个位于冰层中的洞穴组成,里面放置着成串的探测器,深度在1.5至2.5公里之间。

在本周于荷兰举行的一次会议上,IceCube观测站宣布了一个破纪录的事件,由该站的探测器在2014年6月发现。他们探测到了一个携带着至少2600TeV能量的中微子——比大型强子对撞机里的光子还高数百倍。此前IceCube观测站的记录是2000TeV。

这也是目前探测到的能量最高的中微子,也是速度最快的:所有的中微子都以非常接近光速的速度穿行,一点点速度的增加都需要极大的能量。此外,这一能量值只是一个最低值。中微子本身并不能被探测到,IceCube发现的是一个不同的粒子,称为μ子(muon)——缪中微子(μ中微子)的产物,而且它是从北极方向来的。


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