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地球内部发现幽灵粒子 源于地壳放射性元素


来源:凤凰探索

凤凰科技讯 北京时间8月24日消息,据外媒报道,几十年来科学家们都试图确定名为中微子的“幽灵粒子”究竟从何而来。现在他们使用位于意大利的一间地下实验室,收集到第一批确凿证据表明

凤凰科技讯 北京时间8月24日消息,据外媒报道,几十年来科学家们都试图确定名为中微子的“幽灵粒子”究竟从何而来。现在他们使用位于意大利的一间地下实验室,收集到第一批确凿证据表明这种中性亚原子粒子产生于地球地壳。这项研究可以帮助解释地球里存在什么放射性元素,以及在地球核心产生热的放射性过程。

它们撞击原子时,就会产生一道亮光

中微子产生于核反应,涉及不稳定元素的衰变,它因为非常小——比电子轻50万倍——而被描述为像幽灵一般。由于它们不带电量且很少与其它粒子发生相互作用,因此它很少撞击原子。但是当它们撞击原子时,就会产生一道亮光,科学家们曾经记录到这道亮光作为它们存在的证据。

中微子现在被检测到源于地球内部,这些“反性”中微子(反中微子,英文为geoneutrinos)为物理学家提供一瞥地球核心的机会。专家可以确定地球内部单个放射性同位素并调查它们的热是如何影响地质活动的,例如火山和地震。

位于亚平宁山脉下方1.5千米深处的意大利格兰萨索国家实验室的科学家们

地球内部产生的热大约是地表所有核电站产生热的总量的20倍。虽然大多数热是最初产生时残留下的,但有些也来自放射性元素的衰变。在此之前,没有人可以估计具体的量。

位于亚平宁山脉下方1.5千米深处的意大利格兰萨索国家实验室的科学家们使用了Borexino中微子探测器研究这个幽灵粒子。这一设备使用了2200个传感器来监测中微子与球体里200吨重的特种油发生相互作用时释放的罕见闪光。

在未来,专家将在全世界不同地点安装更多反中微子探测器

他们从探测器长达2056天的数据里确定了24个反中微子,其中11个来自地球地幔,而13个来自地壳。这些反中微子表明地球内部大约70%的热是由放射性活动产生的,但具体数量无法确定。这项研究被发表在期刊《物理评论D》上。“这一结果的可行度高达98%,这意味着仍有非常小的概率没有来自地幔的信号,” 格兰萨索国家实验室实验性粒子物理学家阿尔多·易安尼(Aldo Ianni)这样说道。

在粒子物理学的准则里,错误的可能性为2%仍非常大,这样的研究尚无法被定义为一项“发现”。“虽然这种可能性很小,但是从物理学的角度它本应该更小的。”为了获得更加精确的数字,这支国际小组将需要继续收集17年的数据,易安尼博士说道。在未来,专家将在全世界不同地点安装更多反中微子探测器,调查放射性元素是如何在地球内部传播的。(编译/严炎刘星)

[责任编辑:马晓宁]

标签:幽灵粒子 反中微子 放射性活动

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