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深层地下中微子实验的科学(内含中文视频)

 天文在线 2023-04-08 发布于云南


视频版权:Fermilab;
字幕翻译:天文志愿字幕组(有错误的地方望各位指出)@清竹 @比邻星 
翻译:清竹
审核:比邻星


解说词

(字幕翻译:天文志愿字幕组,若有错误,欢迎指出)\N【视频版权:Fermilab】

[ Silence ]

[ music ]

138亿年前,宇宙始于

大爆炸

能量转化为物质与反物质

但后来发生了什么呢

根据阿尔伯特·爱因斯坦和其他物理学家的探索

大爆炸必须产生

等量的物质与反物质

然而整个宇宙中我们可见的星星和星系都由物质组成

到底发生了什么?

为什么物质战胜了反物质

一项新的实验计划发现一种叫做中微子的粒子

是可能的原因

中微子是宇宙间最丰富的物质粒子

每秒都有大量的中微子穿过我们和宇宙间的其他事物

它们在我们的太阳和其他恒星内被大量地产出

在我们的地球内被少量地产出

甚至香蕉也会发出中微子

科学家们可以通过粒子加速器生产中微子和反中微子

进而详细地研究它们的性能

地下深处的中微子实验 DUNE 将会测试

中微子和它们相对应的反物质的不同表现

实验将会在长基线中微子设施内进行

并用能源部费米实验室内的粒子加速器

创造强烈的粒子束穿过地球向1300km外的

桑福德地下研究设施发射粒子束

DUNE的科学家们将会建造巨大的,超高灵敏度的粒子探测器

推进前沿科技的发展

探测器坐落于地下1.5千米处,他会发现中微子和反中微子

当它们到达桑福德实验室

通过粒子从伊利诺斯州\N到南达科塔州期间的

不同行为将会告诉科学家们中微子可能是宇宙

由物质组成的原因

但DUNE可以发现更多

如果银河系中的一颗行星爆炸,DUNE的探测器将会

在地球上看到中微子爆炸

那将允许科学家们观察超新星如何导致一个中子星

或一个黑洞的形成

DUNE探测器甚至能观察质子衰变的粒子轨迹

很多理论模型预测

质子是不稳定的,但幸运的是我们

的质子平均寿命都非常长

超过1亿亿亿亿年

无论如何,一个质子可以在任何给定的时刻衰变

如果科学家们观察到它,他们就可以缩小他们的模型

朝爱因斯坦的理论更进一步

找到组织和能量的统一理论

从中微子到黑洞再到质子衰变,这些由国际

DUNE合作的探索将会改变我们对宇宙的认识

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