中微子的穿透力到底有多強？五光年鉛板才可能勉強擋住！

2023-04-01 19:03:09 1

我們生活的宇宙充滿了驚喜。只要說，當你閱讀這篇文章時，許多太陽中微子正在穿過你的身體。當然，運動速度比它們慢得多的暗物質粒子也會穿過你的身體。然而，你根本感覺不到它們的存在。在人類探索科學的道路上，這些看不見、摸不著的物質粒子一直困擾著科學家，他們的研究極大地推動了科學的發展道路。

今天，讓我們來談談中微子，它幾乎是科學史上最難找到的粒子。它的存在幾乎推翻了整個物理建築。

「不遵守能量守恆定律」的幽靈粒子

科學家的主流科學概念現在認為現代科學起源於古希臘時代。現代科學的兩大支柱之一是形式邏輯系統，另一個是通過系統實驗尋找因果關係。前者產生於古希臘時代，包含在歐幾裡得的《幾何元素》一書中，而後者是從文藝復興時期逐漸建立起來的。

換句話說，「測量」自文藝復興以來已經成為科學研究中最基本的觀點。當我們研究任何物體時，我們需要定義物理量，而這個定義需要能夠通過實驗手段來測量。

然而，當這件事第一次被提出來的時候，一切都很好，一切都很順利。然而，在現代，情況並非如此。科學家開始在更大和更小的範圍內探索。結果，他們發現他們遭遇滑鐵盧的規模較小。

首先，他們發現了一個問題，即微觀世界似乎不遵守能量守恆定律。你為什麼這麼說？

然而，當科學家研究β衰變時，他們發現能量在反應前後並不守恆，但電荷是守恆的。

這惹惱了當時偉大的物理學家玻爾。玻爾和愛因斯坦對量子力學有許多爭論，並且都佔了上風。但是由於這個原因，玻爾甚至想放棄能量守恆定律。

後來，另一位偉大的物理學家保利，一個可以批評愛因斯坦的傲慢的人，堅持能量守恆定律是正確的。在β衰變的過程中，必須有少量的中性粒子帶走損失的能量。

直到20世紀50年代，科學家們最終間接地證明了這種粒子的存在。這個粒子現在被稱為中微子。然而，我們需要知道的是，中微子只是在20世紀50年代才被初步識別出來。

在接下來的50年裡，科學家們與中微子進行了長時間的鬥爭，並被這種粒子愚弄了許多次，直到2000年左右才最終確定了中微子的大致情況。即使現在，中微子的質量對我們來說仍然是個謎。因此，它確實是一個幽靈粒子。然後你可能會問，為什麼中微子如此可怕？

為什麼中微子如此可怕？

事實上，中微子幽靈般存在有三個原因:它們不參與電磁相互作用，它們的質量非常小，並且它們會振蕩。讓我們一個接一個地談。

不要參與電磁交互

在我們的宇宙中，有四種作用:強相互作用力、弱相互作用力、電磁相互作用和重力相互作用。強相互作用和弱相互作用是在原子水平上進行的。因此，在我們的日常生活中，我們主要暴露在重力作用和電磁作用下。

我們都熟悉引力相互作用，它指的是兩個物體之間的吸引力。在生活中，除了重力，其餘都是電磁相互作用。我們能看到和觸摸的東西本質上是由電磁相互作用引起的。例如，你可以看到一本書，事實上光線照射在書上，書將光線反射到你的眼睛裡，與眼睛的細胞相互作用，最後通過神經系統將圖像傳輸到大腦。整個過程是由電磁相互作用完成的。

然而，中微子不參與電磁相互作用，弱相互作用的可能性非常小。因此，在其傳播過程中，只有極低的概率會與路徑上的物質相互作用。根據科學家的計算，中微子在宇宙中運行一光年，在這條路徑上與物質弱相互作用的概率只有50%。正是因為中微子的這種屬性，它們的穿透力非常強。如上所述，太陽中微子一直在穿過我們的身體。據統計，僅僅是我們的手指，每秒鐘就有數億個中微子通過。

低質量

除了強大的穿透力，中微子也非常輕。我們知道電子幾乎是我們能看到的最小的粒子，但是中微子比電子小得多，所以我們無法確定它們的質量有多小。