中微子物理

科技工作者之家 2020-09-01

中微子的概念是在1930年首先由著名的物理学家泡利提出来的,他最初将这种不带电的粒子命名为“中子”(neutron),但是 1932 年查德威克在实验中发现了一种质量和质子相当、不带电的中性粒子,他也将这种粒子命名为“中子”。因此在1933年的索 尔维会议上,泡利提出的中子被正式更名为“中微子”。中微子是一种能量很高、质量很小的基本粒子,它可以轻易地穿过地球而不与任何物质发生反应,它的质量小于电子质量的百万分之一, 因此非常难以探测。直到1956年科学家才探测到中微子的存在, 而且物理学家还一度认为中微子的静止质量为零,就像光子一样。

随着实验设置的改进和理论的完善,我们渐渐地对这种神秘 的粒子有了更多的了解。例如,中微子是存在质量的,只不过非常小。它有三种存在模式,这三种模式可以互相转变,这种转变 被称为中微子振荡。

因为中微子十分难以探测,因此要探测到中微子,就必须排除其他宇宙射线的干扰。为什么日本的超级神冈探测器以及加拿大的萨德伯里中微子观测站都要建在很深的地下?就是为了屏蔽宇宙射线,减轻干扰。近年来中国在中微子探测方面取得了令人瞩目的成就,设在大亚湾核电站的中微子探测器刚启用不久就探测到第三种中微子振荡模式。受到这次实验结果的鼓舞,我国将 在江门建设一个更大的中微子探测器,预计2020年建成。相信这个探测器建成之后,我国科学家将继续为中微子物理的研究做出重要的贡献。 

目前中微子还没有实际应用,但是有很多潜在的应用。例如,利用中微子进行通信,利用中微子的高穿透性可以实现发射端和接收端的直接通信,无需中继器。中微子的另外一个重要应用是帮助天文学家了解暗物质,暗物质可能是中微子的来源之一,如果我们对中微子有了进一步了解,我们也许可以揭开宇宙暗物质的神秘面纱。

粒子 物理 中微子

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