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隐藏在地下的幽灵粒子
来源: 【募格首译】 阅读次数: 【】 发布日期:【2015-09-11】

图片说明:在意大利格兰萨索国家实验室中,研究人员使用Borexino探测器检测到地幔中的中微子。图片来源:INFN - Gran Sasso National Laboratories
 
近日,科学家利用埋在意大利山体下面的有机液体,找到了地球幽灵粒子—中微子的起源的新线索。研究人员说道,这项研究可以为以下两个问题提供新的线索:一是地球深处的放射性元素究竟是什么,二是它们是如何影响地球内部结构的。
 
中微子是亚原子粒子,是由不稳定原子的核反应和核衰变所产生的。中微子非常轻,比电子还要轻50万倍。中微子没有电荷,并只和极少的其他粒子相互作用,所以它们很容易在物质间传导。一光年(9.5万亿公里)的铅物质,只能阻止一半的中微子穿过它。但是,中微子偶尔还会击中原子。当击中发生时,就会产生闪光,就是靠这种闪光,之前的科学家确认了这种粒子的存在。
 
地球内部放射性元素的衰变会发出中微子流,科学家能够在地表探测到这些中微子流。这些“地质中微子”可以为地球内部提供新的线索。例如,尽管大量地球内热来自剧烈构造运动,但其中一些也来自于反射性元素衰变,但目前还无法确认这些比例是多少。地质中微子可以揭示哪些放射性同位素散布在地球内部,并且它们是如何影响地质活动(如岩石熔流引起的地震和火山活动)。
 
意大利格兰萨索国家实验室的实验粒子物理学家Aldo Ianni是本研究的合著者,他说道:“热源会产生物质运动。”为了探测地质中微子,Ianni和他的同事使用Borexino中微子探测器进行探测。该仪器使用了超过2200个传感器,用以探测中微子发出的闪光,而这些闪光可能是科学家使用近300吨的一种特殊有机液体引发的。实验场位于亚平宁山脉下,并被约1.5公里的纯净水包围的球体房屋中。
 
研究人员公布了迄今为止收集到的最丰富的地质中微子数据。通过分析2055天的Borexino测量数据,他们发现了约24中地质中微子。科学家在8月7日的《物理评论》上发表了他们的研究成果。Ianni说,通过对这些地质中微子能量的分析,发现11种中微子来自地幔,13种来自地壳。尽管具体的数据比例还未确定,但约70%的地球内热产生于核反应。为了获取更确切的数据,他们又收集了近17年的数据。Lanni说道,在未来,科学家可能环绕地球安放多个探测器。这将有助于研究人员检测放射性元素从地球内部传向何方,以帮助确定热能如何影响地球内部活动。(募格首译,AJ Chen)
 
原文网址:http://www.livescience.com/51893-ghostly-particles-detected-beneath-earth.html

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