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美啟動中微子實驗 欲打開宇宙之門(圖)
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作者:
qqonqq
時間:
2014-10-22 07:52 AM
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美啟動中微子實驗 欲打開宇宙之門(圖)
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全球距離最遠的中微子實驗近日在美國啟動，旨在研究自然界中最飄忽的亞原子粒子之一—中微子，研究結論或許有助於我們更好地解釋宇宙形成的奧秘。
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這台名為“Nova”的設備由兩台相距800公里的大型探測器組成，將生成世界上功能最強大的中微子束，可用來探究自然界最難以捉摸的亞原子粒子之一。科學家們認為，更好地理解中微子，將有助於我們進一步釐清宇宙的形成和演化進程。位於美國芝加哥附近的費米國家加速器實驗室將發射世界上最長、最強大的中微子束。“Nova”探測器將利用這種中微子束來記錄中微子的證據鏈。
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中微子體積微小，幾乎沒有質量，它們無處不在。中微子是在“大爆炸”中創造出來的，也能在太陽內部和人體內形成，科學家們認為，每秒約有100萬億個中微子通過人體，不過，對我們並沒有傷害。由於中微子的運動速度很快且體型很小，科學家們很難探測到其行蹤，從而對其進行仔細地研究，因此中微子也被稱為“鬼粒子”。
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加州大學聖克魯茲分校的斯蒂芬•里茨解釋到，在所有已知粒子中，中微子是最古怪的，總共有三種類型的中微子：(陶)子中微子、(繆)子中微子和電子中微子，理論推測，它們會隨周圍環境或由自身觸發在三種類型間不斷轉化，這被稱為“中微子震蕩”，但為何會震蕩，還是個未解之謎。
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Nova的兩台粒子探測器建在中微子束從位於伊利諾伊州巴達維亞的費米國家實驗室到明尼蘇達州北部的旅途中。據英國《每日郵報》網站10月14日報道，一台重達300噸的近端探測器安裝在地下實驗室內，會在中微子以接近光速的地球之旅中，對其進行觀察;另一台重達14000噸的探測器則會在中微子長達800公里的旅途中將其捕獲，使科學家們分析其在長距離旅行中的變化。
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在接下來的6年時間裡，費米國家實驗室將以中微子束的形式，朝着這兩台探測器，每秒發送數萬億中微子。科學家們認為，這兩台探測器，每天或許只能捕獲很少的中微子，因為中微子性格孤僻，幾乎不與物質相互作用。科學家們有望從這些數據中獲得更多與中微子為何會發生震蕩以及如何震蕩的線索。
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這兩台探測器都由PVC製成，其間都充滿了一種會閃爍的液體，當中微子同這種液體相互作用時，這種液體會發光。隨後，光纖光纜會將發出的光傳輸給計算機，計算機會繪製出相互作用的3D圖像供科學家們分析。科學家們也將探測這三種中微子的質量並找出最重的。
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另據宇宙學的實驗研究表明，90%以上的宇宙質量是暗物質，由於中微子充滿整個宇宙，有質量的中微子也是宇宙暗物質的候選者之一，新研究還有望為我們提供有關暗物質的線索。
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