中微子是“阿飄”？為啥去地下700米抓它？ _生活百科

近日，據(jù)中國(guó)科學(xué)院消息，位于地下700米的廣東江門中微子實(shí)驗(yàn)（JUNO）的中心探測(cè)器內(nèi)部，世界最大的單體有機(jī)玻璃球已經(jīng)全部建成，進(jìn)入建設(shè)的收官階段。
網(wǎng)友則戲稱，“鬼終于有了一個(gè)高大上的名字了---中微子。如果在地下700米處發(fā)現(xiàn)了中微子，翻譯過來就是去地府抓了個(gè)鬼。”
為什么大家這么說呢？
我國(guó)道教有個(gè)說法，人死為鬼，鬼死為聻，聻死為希，希死為夷，夷死為微，微死無形。難怪網(wǎng)友們戲稱，中微子就是“阿飄”——鬼。
是的，當(dāng)你正在思索中微子和“阿飄”兩者之間的關(guān)系時(shí)，每秒就有3億億個(gè)來自太陽的中微子正穿過你的身體，中微子穿透能力極強(qiáng)，不但可以毫無阻礙地穿過人體，甚至可以穿過地球和太陽，這極強(qiáng)的穿透能力讓中微子“來去無蹤”，中微子的質(zhì)量非常輕，以接近光速運(yùn)動(dòng)，難以捕捉，它們幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生相互作用，如幽靈一般穿透地球，攜帶著關(guān)于恒星、黑洞乃至整個(gè)宇宙的“核心秘密”，因此被稱為“幽靈粒子” 。
——江門中微子實(shí)驗(yàn)裝置為啥建這么深?
核反應(yīng)堆是地球上產(chǎn)生中微子最集中的位置。江門市距離陽江、臺(tái)山兩處核電站均為53千米，兩大反應(yīng)堆全面建成后總功率居世界第一，可獲得雙倍的實(shí)驗(yàn)樣本。可以說，這里是目前全球最適合做中微子實(shí)驗(yàn)的地方。
由于地面上有很強(qiáng)的宇宙射線，會(huì)干擾對(duì)中微子的探測(cè) 。700米的山體和巖層就相當(dāng)于過濾器，可將宇宙射線的強(qiáng)度大幅降低，讓我們得到純凈的中微子信號(hào) 。
——中微子到底是什么？
在粒子物理學(xué)中，科學(xué)家一致認(rèn)為，構(gòu)成物質(zhì)世界最基本的粒子有12種，包括6種夸克(上、下、奇異、粲、底、頂)，3種帶電輕子(電子、繆子和陶子)和3種中微子(電子中微子、繆中微子和陶中微子) 。
中微子不帶電，質(zhì)量非常輕，小于電子的百萬分之一，以接近光速運(yùn)動(dòng)，不過光在星際傳播過程中，由于引力或者星際塵埃會(huì)轉(zhuǎn)彎，而中微子不會(huì) 。中微子幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) ，只參與非常微弱的弱相互作用。
中微子還有一個(gè)非常重要的特性，那就是具有極強(qiáng)的穿透力。打個(gè)比方，我們的地球直徑約為12700多公里，而中微子可以毫無阻擋的穿過地球，不會(huì)受海水和地層的阻擋，也無法干擾、攔截和破解，因此中微子的檢測(cè)非常困難。在所有基本粒子中，人們對(duì)中微子了解最少，所以中微子又被稱為“幽靈粒子” 。
——中微子是怎么產(chǎn)生的？
大多數(shù)粒子物理和核物理過程都伴隨著中微子的產(chǎn)生，例如核反應(yīng)堆發(fā)電（核裂變）、太陽發(fā)光（核聚變）、天然放射性（貝塔衰變）、超新星爆發(fā)、宇宙射線等等。
超新星爆發(fā)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的能量，而中微子會(huì)帶走超新星爆發(fā)出的99%的能量。
我們的宇宙產(chǎn)生于一次大爆炸。部分科學(xué)家認(rèn)為，宇宙在大爆炸之初，同時(shí)產(chǎn)生了物質(zhì)世界和反物質(zhì)世界。那么，在宇宙的起源和演化過程中，曾經(jīng)存在過反物質(zhì)世界去哪兒了？
——捕捉中微子有何作用？
我們的宇宙中充斥著大量的中微子，大部分為宇宙大爆炸的殘留，大約為每立方厘米300個(gè) 。科學(xué)家普遍認(rèn)為，廣泛存在于物質(zhì)世界中的中微子，就包含了反物質(zhì)世界的重大信息。
其實(shí) ，我們地球本身也會(huì)發(fā)出中微子，而這些中微子的構(gòu)成與我們現(xiàn)在看不到的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。
中微子是宇宙形成之初就存在的最古老也最原始的基本粒子，攜帶著非常多重要的神秘信息，研究中微子對(duì)于認(rèn)識(shí)宇宙和我們現(xiàn)存的世界物質(zhì)都具有非常重要的意義，也是國(guó)際最前沿的基礎(chǔ)科學(xué) 。
江門中微子實(shí)驗(yàn)2013年立項(xiàng)，2015年開工建設(shè)地下實(shí)驗(yàn)硐室， 2021年底，地下硐室交付使用并開始探測(cè)器安裝。目前，江門中微子實(shí)驗(yàn)中心探測(cè)器最內(nèi)層的有機(jī)玻璃球已合攏，外層的不銹鋼網(wǎng)架和光電倍增管也在有序合攏中，預(yù)計(jì)11月底完成全部安裝任務(wù)，并啟動(dòng)超純水、液體閃爍體的灌裝，2025年8月正式運(yùn)行取數(shù)，預(yù)計(jì)運(yùn)行約30年。
作為我國(guó)大科學(xué)工程建設(shè)在粵港澳大灣區(qū)的重大布局，江門中微子實(shí)驗(yàn)以測(cè)量中微子質(zhì)量順序?yàn)槭滓茖W(xué)目標(biāo)，同時(shí)也將深入研究大氣中微子、太陽中微子、地球中微子、超新星中微子等。
——江門中微子實(shí)驗(yàn)裝置什么樣？
江門中微子實(shí)驗(yàn)有機(jī)玻璃球內(nèi)徑35.4米，大約有12層樓高。由263塊12厘米厚的烘彎球面板和上下煙囪粘接而成，有機(jī)玻璃凈重約600噸，是世界最大的單體有機(jī)玻璃球。
有機(jī)玻璃球作為探測(cè)中微子的靶物質(zhì)液閃的容器，將承載20000噸液閃，同時(shí)整個(gè)球體置于純水中運(yùn)行，運(yùn)行中需要長(zhǎng)期承受約3000噸的浮力，該受力通過有機(jī)玻璃節(jié)點(diǎn)、連接桿和不銹鋼節(jié)點(diǎn)傳遞到不銹鋼網(wǎng)殼主結(jié)構(gòu)上，在連接桿上裝有傳感器進(jìn)行受力監(jiān)測(cè) 。特殊設(shè)計(jì)的不銹鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋入有機(jī)玻璃中作為有機(jī)玻璃節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過反復(fù)設(shè)計(jì)優(yōu)化和上百次試驗(yàn)最終獲得超高承載能力，并且部分不銹鋼節(jié)點(diǎn)采用碟簧設(shè)計(jì)方案、有效改善了有機(jī)玻璃節(jié)點(diǎn)的受力分布。
江門中微子實(shí)驗(yàn)建成后將成為國(guó)際中微子研究的中心之一，與日本的神岡中微子實(shí)驗(yàn)和美國(guó)的深部地下中微子實(shí)驗(yàn)，形成中微子研究的鼎足之勢(shì) 。
【中微子是“阿飄”？為啥去地下700米抓它？】來源：央視新聞、央視科教、中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所

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中微子是“阿飄”？為啥去地下700米抓它？

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