中微子为何穿透力那么强?( 二 )


中微子震荡图
中微子为何穿透力那么强?
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通过现代对于中微子的研究 , 我们能够发现中微子有三种 , 即电子型中微子、μ型中微子和τ型中微子 , 并且还都有相同的中微子反粒子 。
1998年 , 当时的科学家们通过实验 , 证明了中微子能够变成另外一种中微子 , 不仅证明了振荡现象 , 还打破了当时人们以为的中微子几乎没有质量的认识 , 间接反映了中微子本身拥有着极其微小的质量 , 对粒子物理和天体物理等都有着非常重要的影响 , 中微子也远超粒子物理的范畴 。
中微子的穿透力
中微子还有一个非常惊人的特点 , 即——穿透力 。 事实上 , 我们身处在地球之中 , 而中微子能够毫无阻碍地穿越地球 , 甚至每一秒 , 人类的体内就会穿过10万亿个中微子 , 然而我们根本无法感知到这个恐怖的被亿万个粒子穿越的事情 。
中微子穿透地球
中微子为何穿透力那么强?
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因为中微子很难与其他物质发生反应 , 如同雁过不留痕 , 哪怕肆无忌惮地穿行宇宙 , 也无法被人们所发现 。 就算是在宇宙中 , 假设一个中微子在宇宙行走1亿光年 , 也只会有一半的概率才会发生反应 。
并且恒星核聚变产生的光子和中微子 , 光子也跑不过中微子 , 太阳系的光子从核心到达表面要经历14万年的漫长时间 , 遭到无数的阻拦 , 才能够磕磕碰碰地逃出太阳 , 中微子却不受任何的限制和约束 , 几秒的时间就能跑出来 。 这些都说明了中微子极强的穿透力 。
中微子逃出太阳
中微子为何穿透力那么强?
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这其实与宇宙中的四种基本作用力也有着很大的关系 , 即原子核层面的作用力核力 , 同样也被叫做是强力、弱力 , 以及在我们的生活中时常都会接触到的引力和电磁力 。
根据基本作用力的强度来比较 , 其中强力是最大的 , 引力则是最小的 , 粒子构成物质也就是依靠着这种作用力 。 人类通常是根据电磁力来观测粒子 , 但是中微子并不理会电磁力 , 并且受到引力的影响非常小 , 也是为什么中微子的穿透力如此强大的原因之一 。
因为从微观的角度来讲 , 构成物质的粒子与粒子之间其实有着非常大的空隙 。 比如一个原子 , 原子核的质量非常大 , 几乎是整个原子质量 , 但是原子核的大小却非常小 。
原子核的组成
中微子为何穿透力那么强?
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假设原子的直径经过放大能有地球那么大 , 原子核在其中就只是沧海一粟 , 相当于一栋高楼 , 电子就更小了 , 如同鸡蛋的大小 。 就算是把原子核外面的电子全部都放进这栋大楼中 , 加起来也仅仅只有20余米 。
中微子只会与物质发生弱相互作用力 , 但是这种作用距离过于短 , 而且仅仅存在于原子核里面的夸克上面 , 如果要发生反应 , 那么只有当中微子非常巧合地撞在原子核的夸克怀里的时候 。
然而上面也说了 , 中微子和夸克本身也都非常小 , 假设中微子直径能有1毫米 , 那么夸克只有10厘米 , 但是原子核却比它们大了无数倍 , 是10000千米 , 可以想象 , 这个“巧合”到底有多么难以发生 。
中微子与质子相互作用
中微子为何穿透力那么强?
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这些都说明了在微观的世界里 , 我们人类眼中的一切物质 , 对于质量非常小的中微子来说 , 全都是遍布缝隙的“破筛子” , 而且中微子因为本身并不带电 , 速度接近于光速 , 也很难发生相互作用 , 因此穿越地球和人类也不过简简单单 , 轻轻松松 。

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