77 中微子(3)在线免费阅读_有关八戒的那些事儿科学生活

秋风瑟瑟，落叶凋零。我们依然走在去往南方的路上。
沙同志说:天气越来越冷啦，大家该添加衣服啦！
小溪说:呵呵，你真逗，说的跟保姆似的。这荒山野岭的，那有什么衣服给你添。依我看，往自己的衣服夹层里塞点落叶还差不多。
嗯，小溪确实聪明透顶，咱们现在就干。来来来，自己动手，丰衣足食，让我们为自己制作一套地球上最环保的“棉衣”吧。
………
悟空一边塞落叶，一边没好气地说:我们几个迟早变成原始人！唉，还是某些同志好啊，脂肪那么厚，这下可派上用场了。现在我真是明白了，南极洲那些海豹，为什么会胖得那么滑不溜光的。
八戒一听，气得上牙磕下牙，这不明摆着吗，只有自己最胖。可不一会儿，他又恢复了平静，只见他笑着说:大师哥，你说的没错，脂肪多是可以抑寒，不过，跟那些多毛的灵长类动物比起来，是要差一些。嗯，毛多也有毛多的好处呀。
八戒说完，就一本正经地，目不转睛地盯着悟空那毛茸茸的爪。悟空气急败坏，吱吱乱叫，恨不得把自己身上的毛一根一根全拔光。
…………
忽然之间，我们的衣服裤子都增厚了至少10厘米，哈哈，落叶牌保暖内衣！暖和！虽然臃肿不堪，但我们不是那些大冷天穿“超短”，只要风度不要温度的人。风度翩翩固然能引起回头率，但冻得青鼻涕直流也实在可怜。从古至今，在冬天，风度与温度，从来就是一个矛盾。还好，这种矛盾现在还不是我们的主要矛盾。
八戒报了仇，心里格外开朗，一边走一边问我道:上次你说的那个“太阳中微子消失之谜”到底是怎么回事？解开了吗？
当然了。1989年，欧洲核子研究中心已经证明，宇宙中存在且只存在三种中微子，即:电子中微子，缪子中微子，陶子中微子。然而，1995年，美国LSND实验发现，可能存在第四种中微子--隋性中微子。不过，就在今年，即2007年，美国费米实验室MiniBooNE实验就否定了LSND实验的结果。所以，我们现在基本上可以这样说，宇宙中只有三种中微子。
1998年6月，日本科学家宣布，他们的超级神冈中微子探测装置在535天的观测中，掌握了足够的实验证据，说明中微子具有静止质量，据称，这个实验结果在统计上的可信度达到了百分之99点99以上。这一发现引起广泛关注。来自24个国家的350多名高能物理学家云集日本中部岐阜县的小镇神冈町，希望亲眼目睹实验过程。美国哈佛大学理论物理学家谢尔登·格拉休指出：“这是最近几十年来粒子物理领域最重要的发现之一。”
为什么说他们的实验很重要呢？因为之前，人们普遍认为中微子没有质量，并且，很多物理理论都是以中微子没有质量而建立的。而现在又证实中微子有质量，那么，一些理论就会受到严重的冲击，且有可能需要重建。另外，科学家们认为，我们这个宇宙是永远膨胀下去，还是有一天会收缩，取决于我们宇宙的总质量。以前，他们算出的总质量都太小，不足于让膨胀中的宇宙收缩。但是，如果现在加上中微子的质量，情况就可能会有所改变。虽然中微子的质量极其小，但它们的数量非常庞大，在我们地球上，平均每秒每平方厘米就会有几百亿个中微子穿过。而在漫无边际的茫茫太空，平均每立方厘米就有300个中微子，数量与光子相仿。
所以说，中微子有质量，意义很重大。
那么，日本人的那个实验是怎么推断出中微子有质量的呢。这也是一个"中微子消失"的问题，在他们535天的观测中，穿过地球到达他们观测站并被捕捉的中微子只有理论值的一半。而没有穿过地球，只穿过大气层来到他们实验室的只有60%，他们据此推断，中微子肯定在穿过地球和大气时变成了另一种那时还探测不到的中微子--陶子中微子。直到2000年，陶子中微子才由美国费米实验室所发现。
到此，“太阳中微子消失之谜”终于解开，从太阳来的中微子并没有消失，而是转变成了那时还探测不到的另一种中微子。这种中微子之间的转换，被科学家称为“中微子振荡”。
但是，从“中微子振荡”这条性质也并不能说明中微子有质量呀？这一点，科学家是这样说的:既然一种类型的中微子能变成另一种类型的的中微子，那么，根据量子物理的法则，子之间的相互转化，只有在其具有静止质量的情况下才有可能发生。打个不严谨的比方:小麦能变成面包，但如果你给我的小麦是没有质量的，我怎么可能将它做成面包呢？巧妇难为无米之炊嘛。
八戒:“寒老师，中微子既然能以接近光速的速度轻松穿越太阳，穿越地球，那么，我们要想去捕捉它们似乎是不可能的事。所以，我担心中微子是不是科学家们的一种瞎想，其实并不存在，或者他们捕捉到的，可能是其他未知粒子，而不是中微子。”
八戒，你这么想，是因为很多实验过程我讲的还不够详细，以至你才有这样的怀疑。不过，我们可以再去看看其它更有说服力的实验和事实。
1998年6月，由日、美、韩三国科学家组成的科研小组宣布，他们在实验中观测到了250公里远处的质子加速器发出的中微子。这是人类首次在如此远的距离内观测到人造粒子。
日本文部省的高能加速器机构位于筑波科学城，而东京大学宇宙射线研究所位于岐阜县的神冈，两地相距250公里。6月19日下午，科学家使用质子加速器向250公里远的神冈地下检测槽发射中微子，并通过检测槽检测到了中微子。由于这批中微子来自筑波科学城方向，并且是在发射之后大约0.00083秒时检测到的，所以，科学家断定，它们就是质子加速器发出的那批中微子。
　　这项实验是为了证实中微子有静止质量而设计的。为了验证这一发现，科学家计划人工发射和接收中微子，观察中微子经过远距离传输后发生的变化，从而推断中微子是否有质量。实验证实，中微子是有质量的，只是，质量到底是多少还没有测出来。
只要想一想，这个实验就会是多么的神奇，人工发射的中微子，在穿过250公里厚厚的地层后，又被人工捕捉到。除了中微子，还有什么能有这样的本领？一张纸就能把光子挡住，而整个地球却不能挡住中微子匆匆的步伐。
微观粒子是如此的小，茫茫宇宙又是那么的大，大多数外行人看来，对基本粒子的研究和对天体宇宙的研究，应该是南辕北辙的。但实际上，现在天体物理学发展如此迅速，全是得益于我们对微观粒子的研究。在这些粒子中，中微子当然也不例外。
1987年2月23日格林尼治时间10点35分，南半球的几个天文台观测到大麦哲伦星云中一颗编号为SN1987A的超新星开始爆发。这消息公布后，几个有大型地下探测装置的实验室立刻查阅了数据记录磁带，发现在当天格林尼治时间7点35分左右总共捕获了24个来自超新星的中微子，记录下了十分珍贵的信息。
虽然，这次超新星爆发，我们总共只捕捉到了区区24个中微子，但是，科学家们能根据这个数量，从而大体推断出这次超新星爆发的规模和其它一些重要情况。在我们的心中，那些神探们根据一小点蛛丝马迹就推断出整个案件过程是多么让人崇拜。不过，他们跟天文学家们比起来，就不算什么了。
自从这次观测到超新星的中微子后，又一门新学科诞生了，那就是--中微子天文学。众所周知，宇宙中存在大量的星际尘埃，对可见光及电磁波有很强的遮挡作用，使我们难于探测遥远宇宙的奥秘。而中微子可以穿过大量物质这一神奇本领，可以为我们带来宇宙极深处的信息，因为所有恒星内部都在释放着大量的中微子。因此，这门新学科的重要性就可想而知了。
有中微子天文学，当然就会有中微子“望远镜”。在地中海，一台由英国、法国、俄罗斯等国联合设计的“中微子望远镜”正在运营。它不像任何望远镜那样直指苍穹，而是反其道行之--面朝海底。之所以有这种特立独行的方式，是因为它是观测那些穿过了整个地球的中微子。以后，如果《开心辞典》节目主持人王小丫考你:“请问，天文望远镜都是面向太空的吗？”那么，这时你就可以大声地说:No！还有面朝海底的……

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