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中微子要5光年厚铅板才能挡住,中子星能挡住吗?要看1个条件

 华笺流香 2021-04-01

就像阿珂一开始不怎么搭理韦小宝,中微子也不怎么搭理其他的物质。

我们肉眼的感光细胞,也只对380~780纳米的电磁波频谱有反应。

             

其实我们肉眼所看到的光,和手机的5G信号、4G信号发出来的电磁波是同一种东西。

在整个电磁波的频谱中,可见光只占了一小段,剩下的绝大多数电磁波我们肉眼没有办法看到。

所以“存在就是被感知”这句话,在某种意义上是非常有哲理的。

牛顿说力是物体与物体之间的互作用,这种互作用在宏观效果上与“反应”是等价的。

一个美女去相亲,候选队伍长达5光年,这个美女要相亲成功,有两个前提:第一,队伍里存在一个她想要的人;她恰好能够进入彼此能够相互发现的距离。

             

在物理学的世界里,“想要的”被称为互作用;“彼此能够发现的距离”被称为散射半径,又称为康普顿散射半径。

中微子被5光年厚的铅板挡住,就是因为要参与某种互作用,同时进入了这种作用的康普顿散射半径。

四大互作用力:万有引力、强互作用、弱互作用以及电磁力。

             

中微子只参与弱互作用和万有引力。根据广义相对论,万有引力是质量对于空间的弯曲效应,而且量子力学仍然没有在标准模型下完成对引力的统一,所以本文仍然只讨论中微子参与弱互作用的情况。

中子变成质子,或者质子变成中子,被称为衰变,这个过程就会产生中微子或者反中微子。

因为太阳内部的核反应会大量的复制这个过程,所以太阳是地球上的中微子最大来源。

             

中子衰变为质子,会产生电子和反中微子;质子衰变为中子,会产生正电子和中微子。

如果中微子撞击到质子上,质子会变成中子,并且放出一个正电子,正电子会和电子反应发生湮灭成为高能光子,产生一道闪光。

我们知道氢原子核实际上就是一个质子,所以水里面含有大量的质子,我们就可以通过这个原理来探测中微子。

日本的超级神冈探测器里面有5万加仑的超纯水;中国最大的中微子探测器位于广东江门,为了屏蔽干扰,深入地下700多米,装有几万吨超纯水。

             

中子和质子只有在原子核中才有,而原子核所占原子的体积非常小。

所以中微子穿过原子的时候,碰到原子核的概率极小,而且这种碰撞要产生反应,必须进入彼此的散射半径。有的时候我们又把散射半径称为反应截面,这个反应截面实际上是不固定的,它和能量的大小有关系,能量越大散射半径越大。

我们知道两束手电筒的光,可以彼此相互穿过,但是两处水流碰在一起就要产生水花。其实如果光的能量足够高,碰在一起也会产生碰光花四射的效果。

这好像去相亲的美女性冷淡,能量很低,相亲的人能量也很低,所以彼此靠得很近,也不一定有什么反应。

如果像韦小宝这种能量很高的,看见美女就猛扑上去,离得很远也会起反应。

             

正是因为如此,我们要挡住中微子,需要光年厚度级别的铅。

其实,电子也是可以挡住中微子的。电子和中微子碰撞电子会变成中微子,中微子会变成电子,所以感觉不到中微子数量的减少。

原子和原子核的尺寸之比大概是5万到10万。光年级别的铅除以5万到10万,就是原子核的厚度,这个厚度也会超过1亿公里。

那么中子星的大小不过10公里,中微子能不能穿过中子星呢?

如果按照中微子能够穿透上亿公里的铅原子核,是可以穿透中子星的,其实这需要一定条件。

             

中微子是否能够穿透中子星,取决于中子星的温度。

因为温度越高,粒子携带的能量越大,散射半径越大。

一旦中子星冷却到高度简并态,中子星对自身热产生的中微子和能量低于几兆电子伏的任何其他中微子都是透明的。

             

但是,刚刚诞生的中子星内部非常的炙热,就好像神龙教主中了我爱一条柴、奇淫合欢散追着韦小宝乱跑,任何一个路人都不放过。

这个时候中微子是很难穿透中子星的。

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