|
众所周知，能量守恒定律为物理学的基本定律，但上个世纪20年代这一定律曾出现危机，原因在于当时人们从实验上发现放射性元素β衰变后部分能量仿佛“凭空消失”。 在此背景下形成了两种完全不同的看法，一种认为能量守恒定律很可能错误，另一种认为这应是一些不可检测的未知粒子在β衰变时带走部分能量的结果，这个假想的粒子后来被称为中微子。 结果发现第二种看法成立，1956年时物理学家柯万和莱因斯用实验第一次确认中微子存在并由此能量守恒定律安然渡过危机。  光阴荏苒，中微子之谜正逐渐揭开，科学家们向我们展示了中微子作为宇宙间的基本粒子，它没有电、质量与体积极其微小、运动速度一般接近光速、穿透力强。 据科学家估计，水中中微子平均自由程大约有18光年（1.7×10^17m），甚至像铅这一通常被用来遮挡辐射的材料，其平均自由程也有一光年多，换而言之，一光年粗的铅板也未必能遮挡中微子。 这是什么原因？原因很简单，因为中微子与水之间存在着一个巨大的引力势差——斥力。那么，中微子和水之间究竟有什么关系呢？这还得从它的基本特性谈起。我们继续观察。 中微子为什么有如此高的穿透力呢？  我们这个宇宙有4种基本力——引力，电磁力，强相互作用力和弱相互作用力——但对中微子而言，电磁力与强相互作用力“无效”。 中微子之所以会受到如此大的引力，是因为中微子的电子质量远小于其本身的光速，所以当它受到强大的引力时，很容易被束缚住而无法逃脱，从而导致中微子的消失。 事实上只有弱相互作用力才能对中微子产生真正的影响，但弱相互作用力的作用范围很短，且仅在原子核内部夸克层面存在，即只有当中微子的一端撞击原子核内部夸克时才能受到阻碍。  通常人们认为中微子粒径的量级不大于10^-20 m,原子与夸克粒径的量级分别在10^-10 m与10^-18 m.简单折算即可得结论：如果我们把中微子粒径放大到1 mm,按相同比例放大原子粒径为10000 km,夸克粒径仅10 cm。 可见中微子与原子核中夸克碰撞的几率是多么小，这也正是中微子具有超强穿透力之所在。  到现在为止，我们可以简要概括为：微观上，铅板由数量众多的铅原子组成，当一个中微子穿行于铅板时，实际上是一个个铅原子通过铅板，这一过程只要不与铅原子核内部夸克碰撞，便可继续穿行，而且因为这一几率很低，所以即便厚度为一光年的铅板也未必能阻挡中微子。 值得一提的是宇宙中微子的数目是巨大的，如太阳内核聚变反应平均每一秒钟约有10^38颗中微子产生（1后紧跟38颗零颗中微子），它们是如此之多，以致于地球上我们每一分钟都有大量太阳中微子通过（量级约每秒10万亿颗）。  因为中微子很容易就能在地球上传播，所以即使我们在地球背阳面上，它们一样逃不脱，当然这些中微子不会给我们带来危害，而我们却不知道。 好啦，今天就先说到这吧，请各位看官的注意，下次见。
|
|
|
