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為什么要研究中微子?
2013-08-02 | 瀏覽次數(shù): | 【

  我們的宇宙產(chǎn)生于137億年前的一次大爆炸。宇宙大爆炸時(shí),在第一秒鐘內(nèi)產(chǎn)生了無數(shù)的中微子,它們攜帶了比光更早期的宇宙信息。由于中微子難以探測(cè),我們現(xiàn)在還沒有找到辦法測(cè)到這些宇宙中微子,去尋找最早期的宇宙信息。

  我們所身處的物質(zhì)世界,所有人都能感知??煽茖W(xué)家相信,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,在宇宙的起源和演化過程中,曾經(jīng)存在過反物質(zhì)世界,只是它后來消失了。它消失到哪里去了?要揭示反物質(zhì)世界的消失之謎,就要從現(xiàn)存的物質(zhì)世界中找尋蛛絲馬跡,而科學(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)世界是如何消失的重大信息。在100多億年前,由于中微子的作用,反物質(zhì)消失了,最終形成了我們的世界。  

  有時(shí)候,由于星球的爆發(fā),天上會(huì)突然出現(xiàn)一顆明亮超新星。構(gòu)成地球的大部分元素實(shí)際上都是超新星爆發(fā)形成的。中微子帶走了超新星爆發(fā)出的99%的能量,探測(cè)來自超新星的中微子,能夠告訴我們超新星爆發(fā)的機(jī)制?! ?

  光在星際傳播時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)彎,而中微子不會(huì)。在南極洲的冰層下面,科學(xué)家們建立一立方公里大的中微子探測(cè)器,用來尋找來自宇宙的超高能中微子,尋找超高能宇宙線的起源。

  地球本身會(huì)發(fā)出中微子,這些中微子的構(gòu)成與我們現(xiàn)在不看不到的地球的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。

  奇妙的中微子,現(xiàn)在我們能夠產(chǎn)生它、探測(cè)它,那么能不能在日常生活中用上它呢?美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家利用一個(gè)試驗(yàn)裝置,成功地用中微子實(shí)現(xiàn)了通訊,帶寬為0.1bps(位/秒),誤碼率百分之一。由于中微子可以幾乎不受阻擋地直線穿過物質(zhì),這種通訊不會(huì)受海水和地層的阻擋,也無法干擾、攔截和破解。也許有一天,它能變成實(shí)用的通訊方式。
  不過在科學(xué)家眼中,基礎(chǔ)研究的重要性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的實(shí)用性。100多年前居里夫人發(fā)現(xiàn)原子核的衰變時(shí),也無人知曉這將意味著什么,今天核能的利用已經(jīng)深刻地改變了世界。今天無比神秘的中微子還只是在象牙塔里,隨著人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的不斷深入,中微子的更多謎團(tuán)被揭曉的那天,也許將深刻地影響未來。


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