@ 2014.01.21 , 11:51

科学问答:中微子到底是什么?

中微子诞生于宇宙中最猛烈的爆炸。

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Ray Jayawardhana是加拿大多伦多大学天体物理学教授,著有《中微子猎手》一书。

Jon White(以下简称JW):请问中微子哪里有趣呢?
Ray Jayawardhana(以下简称RJ):中微子是一种带有夸克粒子性质的基本粒子。这种粒子几乎不与其他物质其反应,以至于确定它们的存在非常困难。即便每秒钟用几万亿颗中微子轰击你的身体,直到你老死,只有25%的几率你身体里的原子会与其中一颗中微子发生反应。

JW:这些粒子来自哪里?
RJ:有些来自太阳内核,其他是宇宙射线撞击地球大气层上层产生的。地球内核核元素衰变会产生反中微子。大量穿过地球的中微子来自这三条途径。其实探测从更遥远的宇宙深处传出的中微子更加好玩。

JW:为什么宇宙中微子这么重要?
RJ:这些中微子来自于宇宙中最猛烈的爆炸。通过这些中微子我们可以探测宇宙中最根本的现象。不过,至今我们只观测到两批中微子。第一批来自1987A超新星爆发,最近南极洲IceCube中微子观测站观测到第二批中微子,这批中微子确定是宇宙形成初期的粒子。

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JW:南极中微子观测站的结果有多重要?
RJ:这标志着中微子天文研究的开始,和其他在实验室借助显微镜的科学不同,天文学借用宇宙中的微光进行探测。到现在为止,现在的科技已经能透彻分析电磁光谱。目前人类已知的可能带有宇宙形成信息的只有重力波(目前还无法直接探测到)和中微子。

JW:IceCube的科学家知道他们观测到的中微子具体形成时间和方位么?
RJ:科学家目前还无法确定,可能是银河系深处的特大质量黑洞,或者是伽玛射线暴,是由超巨型恒星死亡过程中产生的。

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JW:中微子还能透露什么信息?
RJ:中微子在大爆炸后的几秒钟里就已经形成。以现在的天文观测水平我们只能观测到大爆炸发生后38万年的情景。如果能够探测到大爆炸中残存的中微子,就能观测到宇宙诞生后几秒内的情景。现在我们面临能源不足的问题,观测难度非常大。目前的探测器灵敏度还不足以观测到这些中微子。

JW:中微子会像希格斯玻色子一样吸引公众关注么?
RJ:希格斯粒子的想法很好,但是中微子能让科学家了解更复杂的问题,我觉得这才是中微子真正吸引我的地方。中微子终有一天会被人们重视的。

本文译自 Slate,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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