反物质到的中微子大科普
小编为您收集和整理了反物质到的中微子大科普的相关内容:影片《魔鬼与天使》片头就讲述人类在实验室生成了反物质!从而将悬疑故事娓娓道来。反物质是一种人类陌生的物质形式,在粒子物理学里,反物质是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的。反物质和物质是相对立的,
影片《魔鬼与天使》片头就讲述人类在实验室生成了反物质!从而将悬疑故事娓娓道来。反物质是一种人类陌生的物质形式,在粒子物理学里,反物质是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的。反物质和物质是相对立的,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭并释放出高能光子或伽玛射线。但目前宇宙天体均为正物质,没有反物质。对此科学家给出了自己的推测和理论。
现在的宇宙中物质多于反物质
根据大爆炸理论和粒子物理理论,宇宙起源于大约137亿年前的一次大爆炸。在宇宙诞生之初,能量转化为同样多的正物质与反物质,这两种物质相遇会发生剧烈爆炸,转化为能量,并归于湮灭。可是目前宇宙中的天体均为正物质,没有发现反物质天体。
为什么现在的宇宙间充满了正物质而非反物质呢?这是物理学领域最大的谜团之一。英国《自然》杂志8月12日报道说,在近日于美国芝加哥举办的第38届高能物理国际会议(ICHEP)上,日本科学家们给出了一个解释:中微子这种亚原子粒子在物质形态和反物质形态的表现不同。不过,他们也表示,还需要收集更多数据才能对此解释进行确认。
中微子究竟为何方神圣
在粒子物理学里,标准模型是一套描述强力、弱力、电磁力这三种基本力,以及组成所有物质的基本粒子的理论。自从20世纪70年代标准模型建立后,一直久经考验而屹立不倒。但上个世纪90年代,有一种粒子公然藐视其规则,它就是中微子。根据理论,中微子不具有质量,但实际情况是,1998年,物理学家利用日本一个矿内的超级神冈探测器,发现中微子具有质量尽管不足电子的十亿分之一。
参与美国费米国家加速器实验室NuMI离轴中微子实验(NOVA)的物理学家基斯马特拉称,从那时开始,世界各地的中微子实验如雨后春笋一样冒出,而且科学家们也慢慢意识到,他们或许可以以这一粒子为突破口获得新的发现和解释。它们是标准模型中的缺口。
中微子有3种:电子中微子、子中微子和子中微子。中微子不带电,质量极小。根据量子力学,不同的中微子之间可以相互转换,我们称之为中微子振荡。
正反中微子行为有别
在现在的宇宙中,物质明显比反物质多,物理学家们观察了一些物质粒子和反物质粒子,如K介子和B介子的行为差异,但并不足以解释物质为何会超越反物质,取得支配地位。
一个答案可能是超重粒子在宇宙诞生初期,采用不对称的形式衰变产生了更多的物质。有科学家认为,中微子一种超重的亲戚可能是幕后推手。根据这一理论,如果中微子和反中微子现在表现得不一样,那么,其更古老的对应物也应该存在同样的不平衡,这或许可以解释为什么物质比反物质多。
为了测试这一想法,日本从东海到神冈的中微子实验(T2K)的研究人员探究了物质和反物质中微子行进时,在三种味之间振荡的差异。他们从位于日本东海海边的质子加速器研究中心发射出一束子中微子,到295公里远的超级神冈探测器(这个地下铁罐装满了5万吨水)。研究人员计算出了在此过程中,有多少电子中微子出现这是子中微子在整个旅程中变形成另一种中微子的信号。随后,他们使用一束介子反中微子,重复了这一实验。
美国罗切斯特大学的物理学家岩本幸之助(音译)在出席ICHEP时表示,两束中微子的表现略有不同。
该研究团队认为,如果物质和反物质的行为没有差异,那么,他们将在探测器内发现24个电子中微子和7个电子反中微子(因为反物质更难生成和探测),但结果他们发现了32个中微子和4个反中微子。纽约州立大学石溪分校的物理学家、T2K实验成员姜常金(音译)说:这表明,物质和反物质的振荡方式并不一样。
还需更多数据验证
尽管T2K和NovA实验提供的初步结果都表明了同样的观点,但迄今为止的观察可能只是概率事件,如果中微子和反中微子的表现一模一样的话,科学家们也有二十分之一的机会(2西格玛)看见这样的结果。
因此,科学家们需要更多数据对这一信号进行验证,T2K本轮实验将运行到2023年,届时它将获得目前5倍多的数据,但该研究团队将需要大约13倍的数据,才能将统计置信度提升到3西格玛大多数物理学家愿意接受数据合理但不能完全确定的门槛。
为了收集更多必需的数据,T2K团队提出将实验延续到2025年。不过,与此同时,他们也打算通过与NovA合作,从而加快搜集数据的速度。目前,参与NovA实验的科学家们已从费米国家实验室发射一束中微子到810公里之外的位于明尼苏达州北部的一座矿井下,并将于2023年发射反中微子束。这两个团队已经同意携手对数据进行分析,到2023年,得到的数据的统计置信度有望达到3西格玛。
研究人员表示,要想达到宣布某些数据为一项发现所需要的统计置信度5西格玛,可能需要新一代的中微子实验,目前全球各地正在计划这些中微子实验。
尽管如此,这一发现激发了科学家们对于物理学界的香饽饽中微子进行深入研究的兴趣。他们认为,这种无所不在而又飘忽不定的粒子可能是解决多个物理学谜团的钥匙。
以上就是小编为您收集和整理的反物质到的中微子大科普相关内容,如果对您有帮助,请帮忙分享这篇文章^_^
本文来源: https://www.tushuolishi.com/a/64ed5524f7aefe0c88028f1c.html
相关推荐
热门专题
南北朝的歌妓苏小小,为何年仅二十三岁就凋零了呢?
说起古代四大名妓,相信大家对她们并不陌生,即:北宋时期的李师师、南北朝之际的苏小小、明朝的陈圆圆和清朝初年的柳如是,感兴趣的读者可以跟着途说历史网小编一起往下看。这四大名妓能歌善舞,才艺双绝,被当时之人称古代的青楼名妓是怎么收费的?唐朝身价最高的名妓值多少钱?
今天途说历史网小编为大家带来古代的青楼名妓是怎么收费的?希望对你们能有所帮助。此女堪称是历史上身价最高的青楼名妓,看一眼的价格可以买辆轿车与今天不一样,在古代,开设青楼是属于合法的,在那个时候,逛青楼不仅吕后的外孙女张嫣11岁当皇后,为何到死还是处子之身呢?
在我们现代社会中,已经禁止了近亲结婚,但在中国古代时期,近亲结婚却是一件司空见惯的事情。提到中国古代中的近亲结婚,接下来我们要讲到的这一位女子便是其中的典型,她就是汉惠帝刘盈身边的皇后——张嫣。张嫣本城隍姥爷是怎么来的?城隍的本意是什么?
“城隍”本意是什么?下面途说历史网小编为大家带来详细的文章介绍。千年以前,在我国古代某座城市的一条普通街道上,可能不会有商人的店铺、不会有官府的衙门、不会有烟花柳巷、不会有高门豪宅、不会有佛寺熏风,但一定和珅往灾粮中掺沙子,只是因为他想贪污吗?
可能在很多人的眼里,和珅一直都是一个十恶不赦的贪官形象,而这位乾隆身边的大红人在乾隆刚去世便被嘉庆帝抄了家,据说,抄出来的财富比国库的都多,然而在历史上,和珅并不是一件好事都没有做过,今天途说历史网小编就古代的美女主动献身,为何却往往下场并不好呢?
俗话说女追男,隔层纸,一捅就破,得到容易,男人会不会珍惜,就难说了。但古代的许多美女笃信“万般皆下品,唯有献身高”,大玩轻率献身的两性游戏。孔子的母亲颜徵在,就是个例子。十六七的年纪,闭月羞花似的容貌揭秘:为什么古代青楼女子从来不会怀孕?
古代的青楼女子也分两种,一种样貌出众的女子,这类女子会从小培养,琴棋书画,无所不精,而青楼培养她们的目的,就是为了更好满足那些达官贵人兴致。所以,这类女子待遇会比一般女子的待遇好很多,如果幸运的话,遇李广在边疆驻守时,经历过什么奇幻的故事?
据传说,西汉的著名飞将军李广曾在边疆驻守时经历过这么一段奇幻的故事,感兴趣的读者可以跟着途说历史网小编一起往下看。有一天,李广和他的同伴骑马打猎,突然发现白一只狐在大雪中奔跑。这只狐狸十分可爱,浑身雪白色揭秘:古代大户人家买一个丫鬟需要花多少银子?
可以说,在旧社会,老百姓就算是卖儿卖女也不一定能得到温饱。一旦将儿女们卖给别人,那么,他们将会世世代代为人奴仆,没有自己的人身自由,生活会很凄惨。一般,男孩子会被卖去当小厮,女孩子则会被卖去当丫鬟。在笮融曾经杀过自己的恩人,为何后世却得到佛教的追捧
三国乱世英雄辈出,同样也有许多小人,其中笮融就是这样的一类人,更是被称为三国时最卑鄙的将领,接下来听听途说历史网小编讲一讲他的一些故事。在很早之前,徐州牧陶谦很信任笮融,还让笮融担任下邳的国相,甚至还让其