分节阅读 339
作者:小斯坦      更新:2023-06-17 18:30      字数:4012
  虚妄说道。“如果我记得没有错的话,其他给过的都是根据电子散射效应设计的探测器。”李思特说道。“你忘记了,各种新型的探测器在整个地球,他们度在努力的建造。”四号说道。“不说这些,我知道就太阳中微子而言,由于不同的探测器工作在不同的能段,开始时情况有点混乱。”五号看着他们说道。“为什么”四号问道。“一开始,科学家们不清楚不同的探测器是否彼此相符,但在运转了几年以后,对于到达我们这里的太阳中微子数量和类型的看法已经比较一致了。但这仍然和理论家的预言不完全相符,尽管差异已不像戴维斯探测器最初表明的那样大。然而,往往强调得不够的是,即使考虑到现有的不确定性和观测与理论之间可能的小差异,太阳中微子的观测结果总的说来与理论预言是符合的。”五号说道。“五号你要知道,我们这里谈的不是那些要求全面重建理论模型的观测,而是可能提出对理论进行小改动,比如微调的细微差别。”虚妄提醒道。“怎么说”楚云问道。“比如,基本图像是与太阳核心部分约开氏1500万度温度下,提供能量以使太阳发光的那些核聚变反应相符合的。这是理论和实验的双重伟大胜利。然而,中微子天文学真正成熟的标志,是世界上的好几具探测器记录了与超新星1987a爆发有关的中微子脉冲。”五号说道。“这颗超新星有什么影响吗”楚云问道。“这颗超新星是1987年2月23日在地球上通过可见光观测发现的,但那天看到的光是产生该超新星的恒星爆发时从大麦哲伦云出发。在太空已经旅行了16万多年才抵达我们这里。”五号说道。“然后呢”李思特问道。“然后,针对这一想象,科学家们对当时正在运转的世界各地中微子探测器的记录进行分析后,证明有一个中微子脉冲正好早于超新星的光到达地球。对这一现象的解释是,来自那颗临死恒星的中微子产生于星体核心部分坍缩之时,这大概是坍缩释放的能量能够炸开恒星外层并发出眩目的可见光之前3小时。只要中微子探测器在合适时间运转,它们就能预报超新星的爆发。”五号说道。“不过中微子探测器因为不具备方向性,所以无法告诉光学天文学家应该把他们的望远镜指向何方。”虚妄说道。“为什么”楚云问道。“由于探测器计数率很低以及需要观测相当长一段时间才可能有所收获,中微子望远镜通常是每次连续运转几天,然后再分析相关数据。但发现那颗超新星后,这种常规工作模式被打破,马上对前一天的数据进行了分析。只有两个探测器当时正好按照工作时间表运行,而且它们的灵敏度足以检测那颗超新星的中微子。”五号问道。“然后,神冈中微子探测实验研究组在13秒钟内探查到一群共11次中微子事件,不过其中大多数出现在头一秒钟。俄亥俄州克利夫兰附近一具类似探测器,在6秒钟内探查到8次事件。如此多的中微子在几秒钟内到达这一事实,对中微子的质量施加了严格的限制。”虚妄提醒道。“怎么说”李思特问道。本章完第六百四十八章 兴奋“如果中微子的质量和光子一样等于零,那么它们全体将以光速运动,甚至经过16万年长期旅行,它们也将同时到达。但如果中微子有质量,即使它们的质量全都一样,它们的运动速率将取决于它们各自的能量。”虚妄解释道。“能够举例说明吗”李思特问道。“就像棒球被击打得越重,飞行得越快一样,超新星爆发时获得最大推力的中微子将运动最快,到达最早。”虚妄说道。“原谅是这样,还有吗”李思特点头说道。“假设,如果中微子的质量较大,这一现象将更加显著。好几个中微子在超新星爆发之初出发,经过16万年旅行后,彼此相差不到一秒钟的时间内到达,这个事实说明,每个中微子的质量必定小于大约15电子伏。这对于推算中微子在宇宙总密度中的可能贡献具有重要意义。当然,根据这些观测,仍然可以认为中微子的质量可能准确等于零,它们以真正的光速运动,不过它们从超新星出发的时间略有不同。”虚妄说道。“但最重要的结论是,中微子的质量不可能超过15ev。”五号提醒道。“为什么”楚云问道。“因为,根据天体物理学家的计算,一颗像1987年2月23日在大麦哲伦云中看到的超新星爆发时,其内核坍缩将释放大约1058个中微子。这些中微子以光速向太空扩散成为球壳。当球壳抵达地球时已经稀薄得多了,通过神冈实验探测器的中微子大约只有300万亿个,其中仅仅11个与电子碰撞,留下了可探测的证迹。”五号说道。“这怎么解释”四号问道。“那时,地球上每个发育正常的成人身体都有大大超过100亿个来自超新星1987a的中微子穿过。很可能有少量中微子与某些人眼球玻璃体中的电子相互作用,产生瞬时闪光。我们中间的一两个人也许已经亲身感受到了来自超新星的中微子的直接影响。”五号说道。“如果是这样,这和眼科里面的闪光要加以鉴别”学医的吴刚题材疑问道。“肯定要和你们的鉴别啊,别转移话题。”五号说道。“那你继续。”吴刚有些不高兴地说道。“你要知道,中微子天文学的潜力可从粒子物理学家对超新星1987a中微子观测结果的利用程度略见一斑。探测到的超新星1987a的19个中微子提供的信息,足以排除理论家钟爱的粒子之一存在的可能性,而把另一种作为宇宙暗物质最可能的候选者。”五号说道。“怎么说”四号问道。“如果中微子的质量为零,而且都以光速运动,那么它们到达时间的大约12秒钟跨度与爆发成超新星的那颗恒星内核坍缩为大约10公里直径的中子球所要求的时间准确相符。后来到达的中微子携带的能量比最先到达的略为小些,表明正在形成的中子星是如何冷却的,并且和理论预言十分一致。坍缩星内核产生的中微子爆是由内核坍缩释放的引力能发动的。”五号说道。“在那样的高能条件下,也可能产生了其他粒子,但这仅当它们的各种特性搭配合适才有可能,其中一个特性是它们的质量,另一个是它们同其他粒子和辐射相互作用的强度。由于中微子带走了坍缩星核产生的大部分能量,所以能被上述其他粒子带走多少能量就被限定了。”虚妄补充道。“说的没错,也因为这样,直到今天物理学家们对理论预言存在但从未探测到的两种粒子特别感兴趣。”五号说道。“哪两种”李思特问道。“一种是所谓的超对称性理论要求的光伴子。另一种是为解释左旋粒子和右旋粒子的差异,即它们的轴对称性,所要求的轴子。理论预言了这些粒子除质量外的所有性质。”五号说道。“然而,令人惊讶的是,超新星1987a提供的信息表明,如果光伴子真的存在,它们就必定很重,比质子要重得多。”虚妄提醒道。“为什么”楚云问道。“因为,如果存在轻的光伴子,它们就应该已经在爆发时大量形成,并带走实际上已经随中微子而去的那些能量。没有其他的观测或实验能够排除轻光伴子的存在。但超新星的数据却与爆发时产生大量轴子,并带走未被中微子带走的剩余能量这一可能性颇为相容。条件是每个轴子的质量大约是千分之一电子伏。”虚妄淡定地说道。“我记得,尽管如此微小,理论却认为宇宙中轴子的数量极为庞大,只要每个轴子真有这么点儿质量,它们就能提供很多宇宙学家为使宇宙闭合。所需要的全部暗物质,从而保证宇宙当前的膨胀终有一天会反转过来。从仅仅19个中微子到达时间和能量的测量数据提取的信息量是如此惊人,以致粒子物理学家似乎都目瞪口呆了。”五号说道。“为什么就这个十九个,就能让他们目瞪口呆”四号问道。“前面你们都看到了,根据19个中微子能获得如此丰富的知识,他们简直是翘首以待下一次超新星爆发。目前,更多更灵敏的中微子探测器已经建成并投入运行。”虚妄说道。“据我所知,1987年2月以来,那颗超新星产生的中微子球壳一直在宇宙中膨胀,很可能某些地方其他文明世界的中微子探测器正监视着它的到达。”五号问道。“与此同时,在地球上,比以往更多更灵敏的中微子探测器已经准备就绪,正严阵以待下一次中微子爆,甚至可能已经发生了另一次超新星爆发,它产生的中微子爆正以接近光的速率向我们飞驰而来,但它的光还没有到达我们这里。”虚妄总结道。“说的好像我都想去学习了。”李思特问道。“你数学很好,不错,可以学习。”虚妄说道。“让我从新回到学校,这让我很为难。”李思特说道。“你不会自学吗”“”本章完本章节首发爱有声小说网,请记住网址w第六百四十九章 裂变“以后如果我们到了外太空,肯定会接触到高端的武器,我们不如说一下武器相关吧”四号看着他们说道。本章节首发、爱、有、声、小说网,请记住网址w“这让我想到了种子。”李思特说道。“什么是中子”四号问道。“你读书的时候,化学老师是体育老师教的吗”李思特朝着四号翻白眼道。“我学习的可是土木工程,就算学过那也是交给老师了。”四号不以为然地说道。“中子是存在于氢以外的一切原子核中的基本粒子。中子无电荷,质量稍大于质子。在原子核外,一个中子将衰变为一个质子、一个电子和一个反中微子。中子是重子族的成员,每个中子由三个夸克构成。”李思特淡定地说道。“这让我想到了中子星。”虚妄说道。“给我们说说。”四号问道。“中子星,几乎完全由中子构成、具有原子核密度的恒星。这样一颗恒星含有与太阳大致相同的质量,却被压缩成一个直径约10公里的球。”虚妄说道。“有什么历史吗”楚云问道。“1930年代初的时候,萨布拉曼扬钱德拉塞卡发现,恒星核燃料消耗完后形成的白矮星的质量若大于太阳质量的大约14倍