科普博览微信号
扫描加关注
首页
巡展动态
关于巡展

什么是中微子?

(主要资料来源:中国科学院高能物理研究所,第一段根据费米实验室中微子科普讲座整理)

 


实验现场外景

  
我们生活的世界丰富多彩。环视四周,我们看到的物体,由质子、中子和电子构成。你可以使用元素周期表玩一个游戏——通过改变原子核内的质子数(电子数会发生相应变化),得到你需要的元素,然后用它们组成你熟悉的物体。比如,你每天喝的水,路上遇到的人……如果人穿上铁甲就可以变成超人,你甚至可以“组装”一个超人。在地球上,我们能够看到的物体,由这三种粒子构成。那么,是否整个宇宙也是由这三种粒子构成的呢?答案是,远远不是。已有研究显示,宇宙中每存在一个质子、中子或电子,同时存在的中微子至少有十亿个!


物质可分

 
 
构成物质世界的12种基本粒子,其中3种为中微子

  

  中微子“特性”十足:与其他粒子相比,它不带电荷,没有大小,质量极轻,穿透性极强,能够以接近光速几乎不受阻碍地穿越宇宙中的任何物质。并且,它与物质的相互作用十分微弱,号称宇宙间的“幽灵粒子”。在所有的基本粒子中,人们对它的了解最晚,也最少。


  中微子是从哪里来的呢?大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生,例如核反应堆发电(核裂变)、太阳发光(核聚变)、天然放射性(贝塔衰变)、超新星爆发、宇宙射线等等。宇宙中中微子的数量惊人,平均每立方厘米约有上百个,大部分为宇宙大爆炸的残留(大爆炸是描述宇宙早期发展的宇宙学模型。根据欧洲航天局普朗克空间任务于2013年3月发布的信息,宇宙的初始状态大约存在于138亿年前)。


  那么,什么是中微子呢?构成物质世界的最基本单元有12种,包括6种夸克和6种轻子,轻子包括3种带电轻子和3种中微子。这12种粒子是目前人类所知的“建造”物质世界的最小“砖块”,其中中微子占了1/4,在微观的粒子物理和宏观的宇宙起源及演化中,它同时扮演着极为重要的角色。