幽灵粒子是什么东西 幽灵粒子是灵魂吗?什么是幽灵粒子呢?在2018年年中,来自太阳系外的幽灵粒子,它的来源发现,在科学界中引起了巨大的轰动。但是,幽灵粒子到底是什么呢?这一发现意味着,也被称作中微子的幽灵粒子是不带有电荷和几乎没有质量的基本粒子。中性电荷是中微子命名的来源。由于缺乏电荷和质量,他们不与任何物质发生相互作用。观测它们是非常困难的,就像闭着眼睛,戴着眼罩在黑暗的房间里去找到一个黑色的物体一样。即使在20世纪30年代幽灵粒子的存在第一次被假设之后,科学家们也耗费了20年的时间才成功地探测到他们。
网友提问:
什么是幽灵粒子?它的作用有多大?
优质回答:
所谓的幽灵粒子,就是中微子。
起源
1930年,由于β衰变出现了能量不守恒的结果,泡利认为有一种当时还无法被检测的新粒子带走了缺失的能量。
这是一个新的、相当奇怪的粒子。微乎其微,精力充沛,没有电荷,也不一定有任何质量,它几乎是无法探测到的。费米将这种粒子取名为“中微子”。
宇宙中有大量的中微子,我们自身每秒钟也遭到数百万亿个中微子轰炸,然而我们对此却毫无感觉。它们几乎横行无忌地穿梭于宇宙空间,但有时也会参与弱相互作用,而被捕捉。
中微子探测器
2010年,在南极洲冰层下面一英里深处建成了一个冰立方中微子天文台(IceCube Neutrino Observatory),专门用来探测宇宙射线中的中微子。
实际上,它是一块1立方千米的古代冰块,约10亿吨,周围是感应器。这些感应器可以用来探测在宇宙射线中和其他亚原子粒子一起运动的中微子,那零星点点的撞击。
冰立方主要集中在贯穿地球的粒子上。换句话说,这个望远镜是向下看的。
中微子可能很幽灵,但偶尔它们也会撞上一个原子,产生一个叫做μ子的亚原子粒子,而它更容易被看到。
但这个几率十分之低,物理学家就只得增加更多、更大的碰撞目标,就像彩票玩家通过购买数百张彩票来“保证”中得头彩一样。
当中微子穿过冰层时,一旦“中奖”产生μ子,这些粒子可以被推进到比光速还要快的速度。
你可能听说,没什么比光更快的了。是的,但那只是在真空中。光子在进入像冰这样的致密物质时,实际上会慢一点。但其他亚原子粒子,如μ子和电子不会慢下来。
当粒子在冰这样的介质中移动得比光还快时,它们就会产生称为“切伦科夫辐射”的发光现象。
就像如果你跑得比声速还快的时候,你就会产生一阵噪音。当粒子比光移动得更快时,它们就会留下令人毛骨悚然的拖着蓝光的尾迹,就像快艇在水中留下的尾迹。
模拟的中微子撞击原子。
追踪中微子
由于中微子与其他形式的物质根本不相互作用,也没有任何电荷,所以地球的磁场也不会使它们偏转。可以说,它们几乎以一条相对直线的方式穿过宇宙,因此我们可以追踪到它们的源头,并了解宇宙深处发生了些什么。
2017年9月,一股相当于LHC中粒子能量40倍的宇宙射线击中了冰块,一分钟内,天文台的计算机就计算出中微子来自猎户座的方向。几乎同时,费米伽玛射线太空望远镜(the Fermi Gamma-ray Space Telescope)探测到星系在同一方向上的能量活动增加。世界各地和太空中的观测站也发现了这一现象。
虽然还不能完全确定,但这也算第一次追踪到一个高能中微子的来源。
总结
首先,中微子这种穿越星际尘埃的能力允许它们携带来自宇宙遥远区域的信息。如果我们能结合电磁辐射、中微子甚至引力波来探测宇宙,科学家将更容易地窥视更遥远的宇宙深渊。
其次,一些中微子比最狂野的伽马射线更有冲击力。就像你不能从冷火中提取热煤一样,你也不应该像普通恒星那样从“冷”源得到“热”中微子。换句话说,这些中微子可能传递一些令人兴奋的热气物质--中子星、活跃的星系中心和爆炸恒星的信号。
最后,根据某些情况,低能中微子可能只占宇宙质量的一小部分,但它们在宇宙演化中起着关键作用。
就像在爱情与古董一样,“难以得到的”总是“最想要的”。如果我们能提取中微子的信息,必将改变人类探秘宇宙的游戏规则。
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其他网友观点
幽灵粒子是自然界一种基本粒子之一,可自由穿越地球,常用符号v表示,幽灵粒也可以叫中微子,个头小,不带电,几乎不和任何物质质发生作用,号称宇宙的隐身人。
其他网友观点
看了几个小伙伴的回答,认为灵魂粒子就是灵魂,我觉得有点太唯心论了。在这里个大家科普一下什么是灵魂粒子,不然你就说那是灵魂,岂不是让人家笑话。
一.灵魂粒子是怎么回事
所谓灵魂粒子,实际上就是中微子。那么为什么叫它“灵魂粒子”呢?原来,中微子不带电,自旋为1/2,以接近光速运动,质量非常轻,质量小于电子的百万分之一。于2011年九月作为已发现可能超光速的粒子,像幽灵一样的存在,科学家们就以“幽灵粒子”来描述它。
这种粒子个头小,不带电,可自由穿过地球,几乎不与任何物质发生作用,号称宇宙间的“隐身人”就像幽灵一样。
二.奇怪的现象
什么奇怪的现象让科学家们大惑不解呢?
我们知道,原子基本组成之一的中子。中子在衰变成质子和电子时,能量会出现亏损。物理学上著名的哥本哈根学派鼻祖尼尔斯·玻尔据此认为,衰变过程中能量守恒定律失效。1931年春,国际核物理会议在罗马召开,当时世界最顶尖的核物理学家汇聚一堂,其中有海森堡、泡利、居里夫人等。
泡利在会上提出衰变过程中能量守恒定律仍然是正确的,能量亏损的原因是因为中子作为一种大质量的中性粒子在衰变过程中变成了质子、电子和一种质量小的中性粒子,正是这种小质量粒子将能量带走了。泡利预言的这个窃走能量的“小偷”就是中微子。
中微子已被发现,就被人类确认,“它”就是偷走能量的“小偷”,这在整个屋里界就炸开了锅,科学家们想尽一切办法来抓这个“小偷”
三.终于发现“小偷”----它就是中微子
1931年,奥地利物理学家泡利说偷走能量的是一种尚未认识的粒子,大物理学家费米十分赞同泡利的观点,并且根据这个粒子是中性的微小粒子,给这个粒子命名为中微子。
原来,中微子是中性粒子,不带电,不参与电磁作用,它就像一个幽灵在飘荡,很难捕捉。但是科学家没有放弃,经过25年的努力,神秘的中微子终于露面了。
那还是1956年的事,美国科学家柯文和莱因斯宣布,他们捕捉到了中微子。十几年之后,科学家们捕捉到从宇宙空间射来的中微子。但是,中微子的运动速度极快,接近光速,科学家仍然没有看清它的真面目。
科学家们根据杨振宁,李政道的理论进行分析得出中微子的质量是0,因为没有质量,中微子才能以光速进行运动,甚至超过光速。
四.科学家们有了新的发现,“幽灵粒子”又被关注
最近,一组日本和美国的物理学家,经过两年深入日本地下一个旧矿井进行研究,发现中微子有质量,能够振动。科学家说,根据物理学理论,任何会振动的东西都有质量,由此推断,中微子一定是有质量的。
五.中微子的作用
其中可能的应用之一就是中微子通讯。由于地球是球面,加上表面建筑物、地形的遮挡,电磁波长距离传送要通过通讯卫星和地面站。而中微子可以直透地球,它在穿过地球时损耗很小,用高能加速器产生10亿电子伏特的中微子穿过地球时只衰减千分之一,因此从南美洲可以使用中微子束穿过地球直接传至北京。将中微子束加以调制,就可以使其包含有用信息,在地球上任意两点进行通讯联系,无需昂贵而复杂的卫星或微波站。应用之二是中微子地球断层扫描,即地层CT。中微子与物质相互作用截面随中微子能量的提高而增加,用高能加速器产生能量为一万亿电子伏以上的中微子束定向照射地层,与地层物质作用可以产生局部小“地震”,类似于地震法勘探,可对深层地层也进行勘探,将地层一层一层地扫描。
中微子给人们带来了太多的猜想,一会质量为0,一会又推测有质量,这个“小偷”本领不小,弄得科学家们到目前为止也没有个定论,中微子就像“幽灵”一般,在科学家的脑海中挥之不去。