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山东液氩中微子探测器首次记录幽灵粒子轨迹,有助破译宇宙存在的奥秘
发布时间:2018-11-15

山东液氩中微子探测器首次记录幽灵粒子轨迹,有助破译宇宙存在的奥秘


对亚原子世界的研究彻底改变了我们对宇宙定律的理解,让人类对于深层问题有了前所未有的见解。从历史上看,这些问题在哲学领域一直存在:宇宙是如何形成的?宇宙为什么会这样?为什么这些东西存在。

从两个相距1300公里物理实验室之间,追踪从地球上穿过的叫做中微子的幽灵粒子。现在科学家已经在构建设备方面迈出了关键的一步,这将有助于我们回答这些问题

9月18日欧洲核子研究中心和费米实验室宣布深地中微子实验向前迈出了一大步,他们已经通过立方形探测器ProtoDUNE记录下了第一个粒子轨迹。这个项目也将是未来二十年美国进行的旗舰粒子物理研究项目。ProtoDUNE大约有三层楼大小,是深地中微子DUNE实验中未来将使用的更大探测器的原型,这个宣布意味着科学家所运用的技术有效

DUNE探测器将位于芝加哥郊外的费米国家加速器实验室和位于南达科他州的桑福德地下研究中心(简称SURF)。当实验启动并运行时,费米实验室的一个强大的粒子加速器将会产生一束被称为中微子的亚原子粒子束,从地球上穿过,而在SURF研究中心可以被探测到。

中微子是亚原子世界的幽灵,能够在几乎没有任何相互影响的情况下穿过整个地球。中微子过去曾多次让科学家感到惊讶。从它们前所未有的穿越物质的能力,到他们对物质和反物质的截然不同的处理方式,以及它们从一个版本进化到另一个版本的能力,中微子一直让整个科学界为之着迷。

反物质听起来像科幻小说,但它确实是真实的。反物质是物质的反面; 将物质和反物质结合在一起,它们将湮灭成纯粹的能量。1928年提出了反物质概念,1931年首次发现反物质。在这几十年间,科学家对其进行了极其详细的研究。它的大多数情况被理解了,但还是有着让人困惑的神秘面纱。

山东液氩当我们将能量转换成反物质时,我们会产生相同数量的物质。这是一门公认的科学。这不是问题所在。问题在于,如果我们把这个发现和大爆炸的想法结合来看,就会发现端倪。毕竟在宇宙大爆炸之后不久,宇宙充满了能量,它应该同样地转化为物质和反物质。然而我们的宇宙完全是由物质构成的。那么反物质在哪里呢?这个问题没有答案; 也许对物质和反物质中微子的仔细研究可能会揭示出不同之处。

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