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南极洲发现来自宇宙的“幽灵粒子”:穿过人体浑然不知觉

 苏睿思 2015-10-14

南极洲发现来自宇宙的“幽灵粒子”:穿过人体浑然不知觉

三体网【宇宙印象专栏】(谢顿)近日,南极洲冰立方探测器已发现可怕的宇宙幽灵粒子,来自银河系和银河系之外的空间。从2013年以来,威斯康星大学麦迪逊分校科学家就在冰立方探测器发现了来自太阳的幽灵粒子,它们被认为是目前仍然神秘的中微子,可穿过人体,我们无法感觉到它的存在。数十年来科学家一直在寻找中微子幽灵粒子,南极洲中微子天文台发现曾经探测到来自银河系之外的中微子信号,或许这是一次来自恒星爆发等宇宙超级事件所产生的幽灵粒子信号。

1987年,第一对来自太阳系以外的幽灵粒子被发现,科学家认为中微子是一系列宇宙之谜的源头,由于中微子不带电且质量非常低,不受到物质和电磁场的影响,在宇宙空间中几乎没有能够阻挡中微子的物质。

南极洲发现来自宇宙的“幽灵粒子”:穿过人体浑然不知觉

追踪中微子的轨迹非常困难,通过高能量宇宙射线源的跟踪可能有所收获,因为射线源来自某些宇宙极端事件,可形成强大的能量粒子,比如超新星爆发。这些射线在宇宙空间中会受到磁场的影响而导致路线偏移,直接追踪起源是寻找中微子的一种途径。

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在近日的中微子调查报告中,科学家发现来自大麦哲伦云内的超新星中微子,据英国《自然》期刊的论文指出,冰立方中微子探测器探测到三个同样能级的中微子,暗示它们来自同一个宇宙事件。由于中微子不带电荷,追寻中微子可通过宇宙射线与周围环境作用形成的原子粒子发现间接发现中微子。同时中微子集中其他原子后,可产生蓝光闪光,冰立方探测器位于南极洲2.4公里深的冰层下,周围布满了探测器,数千个光学传感器每时每刻都在捕捉可疑的闪光信号。

目前我们知道中微子来自恒星爆炸、黑洞以及它们之间的星系核事件,这些高能源是宇宙最恐怖的天体。

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科学家发现中微子生成一个名为μ介子的粒子,μ介子移动速度比光快,当然这是在液体环境中,并不是说有粒子的速度比光速快。光的速度在真空中恒定的,但它像在冰或玻璃介质中,速度会变慢,因此μ介子的速度会超过光速,实际上并没有打破光在真空中的速度。

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冰立方天文台由于安置在南极洲,因此有两个探测器面,向上是探测来自穿过大气层的中微子,向下是探测从北极穿过整个地球的中微子。有趣的是,中微子的穿越过程中会改变类型,形成其他类型的中微子,比如μ中微子。通过对中微子这样幽灵粒子的研究,我们正在逐渐接近宇宙的终极奥秘。

谢顿,科普作家,毕业于南京大学天文与空间科学院,三体网主笔,果壳作者

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