5萬噸純凈水 讓你看見微觀粒子的威力

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【新唐人北京時間2021年07月27日訊】宇宙萬物,從大的星雲、恆星,小到沉微、細胞,都是由粒子組成的,星球是我們眼見的最大的粒子,比星球小的基本粒子就是分子,更小的還有原子、原子核、電子等等。如今科研人員發現的最微小的粒子是中微子。根據作用力的不同,基本粒子可分為強子、輕子和傳播子,中微子就屬於輕子的一種。

生活在這個地球之上,我們身邊的中微子其實多到令人乍舌,例如一個典型的核反應堆每秒鐘就可產生 6 萬億億個中微子;同時每秒鐘有 3 億億個太陽中微子穿過每個人的身體。大多數核過程都會產生中微子,例如宇宙線轟擊大氣、岩石的天然放射性、超新星爆炸等等, 連每個人都會因體內的鉀 40 衰變而每天產生 4 億個中微子。

20世紀初,放射性研究是物理學最熱門的領域。當年,科研人員發現,在微觀世界中,能量的吸收和發射都是不連續的,原子核發射的alpha射線和伽馬射線都是不連續的,只有電子beta射線是連續的,而且電子只釋放其中一部分能量,還有一部分能量神秘的消失了。因此物理學家泡利推測,出了電子,應該還有一種靜止質量為零的粒子將能量攜帶了出去。1933年,意大利物理學家費米通過beta衰變的定量理論證實了泡利的假說,從此中微子正式登上歷史的舞台。

23年後,1956年美國科學家柯萬和萊茵斯通過實驗觀測到了中微子。中微子不僅質量小,個頭也是小的可以,有的甚至只有電子的百萬分之一,而且與其他物質的相互作用十分微弱。另外,中微子的速度接近於光速,幾乎能夠穿透任何物體,為了能夠觀測到更多的中微子,日本的科學家在深山中挖了一個巨型蓄水池。(相關圖片)

在日本歧阜縣的一個廢棄的礦山當中,有一種神秘的探測器,這是儲存純凈水的一個巨型容器,被稱為“超級神岡探測器”,與1983年建成。這個地下1000米的蓄水池高16米,直徑15.6米,其中儲存了5萬噸超純水,儲存的這些超純水是不含任何雜質的,也沒有溶解的離子。之所以在地下建立這樣一個龐然大物就是為了觀測中微子這個隱形人。中微子雖然與其他物質的相互作用很微弱,但是仍然有小概率與水中的氫原子和氧原子發生反應,這就是這5萬噸水的作用。

不少科研人員認為宇宙大爆炸時在第一秒鐘內產生了無數的中微子,它們攜帶了比光更早期的宇宙信息,因此研究恆星上發生中微子的過程會讓我們了解到恆星的結構以及變化,這5萬噸水雖然深處地下,卻牽連着億萬光年之外宇宙早期的奧秘,它未來所帶來的信息實為可期。

(轉自希望之聲國際廣播電台/責任編輯:葉萍)

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