中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態(tài)物質(zhì)是否能夠擋?為什么?:中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態(tài)物質(zhì)是否能夠擋?為什么?
沒有聽說用5光年鉛板就能夠擋住中微子這一說。能不能擋住中微子,不在于用鉛板還是水泥板,也不在于厚不厚,而是在于“中微子”有沒有興趣與你玩,或者說你有沒有這個本事拉住他。
這三個明顯特點就是小、孤、快。
小,就是中微子非常小,小到比光子可能大一點點,比電子小百萬倍,也就是小6個數(shù)量級。一般認為電子直徑在10^-15m,中微子約為10^-21m。因此它可以通過任何我們認知的最小縫隙;
孤,就是中微子很是孤傲,從來我行我素,幾乎正眼也不瞧任何物質(zhì),因此從來不受任何物質(zhì)羈絆,穿越其中視若無物。別看鉛板密度很大,用高倍電子顯微鏡一看空著呢,足夠若干中微子排成橫隊穿越了。
其三,速度非常快,幾乎達到光速。曾經(jīng)有一段時間科學(xué)家們認為,中微子速度超過光速,整個物理學(xué)理論都要改寫,后來發(fā)現(xiàn)是弄錯了,是實驗設(shè)備電纜線接頭故障導(dǎo)致,由此Opera的實驗室中心主任引咎辭職。
由于這三個特點,中微子就不但被稱為“宇宙隱身人”,還被稱為“鬼微子”。
上世紀二十年代,科學(xué)家們在對放射性研究過程中,發(fā)現(xiàn)在量子世界,能量的發(fā)射和吸收是不連續(xù)的規(guī)律。但物質(zhì)在β衰變過程中釋放出電子組成的β射線能譜卻是連續(xù)的,而且電子只帶走了總能量一部分,還有一部分卻失蹤了。量子力學(xué)哥本哈根派領(lǐng)袖尼爾斯·波爾把這種奇怪現(xiàn)象定為:β衰變中的能量守恒定律失效。
如果真是這樣,很可能能量守恒定律就要改寫。但1931年泡利提出了一個觀點,有一種通過衰變產(chǎn)生的新粒子,很可能是帶走這部分能量的“小偷”,這個“小偷”與其他物質(zhì)相互作用很弱,因此很難被發(fā)現(xiàn)。他開始把這種物質(zhì)叫做“中子”,后來真正的中子被發(fā)現(xiàn),這種粒子就被物理學(xué)家費米命名為“中微子”。
泡利是第一個預(yù)言中微子存在的人,在泡利預(yù)言二十多年后,1956年,美國萊因斯和柯萬在實驗中直接觀測到中微子,為此它獲得了1995年諾貝爾物理學(xué)獎。
這以后,科學(xué)界對中微子充滿了興趣,至少有6項與中微子相關(guān)的研究先后陸續(xù)獲得了諾貝爾物理學(xué)獎,這充分說明了中微子發(fā)現(xiàn)是對自然規(guī)律認識的一次大飛躍。
中微子的產(chǎn)生在宇宙中有多種方式,最主要有:宇宙大爆炸產(chǎn)生的原生中微子,至今仍然存在于宇宙每個角落,成為溫度很低的宇宙背景中微子;超新星大爆炸產(chǎn)生的中微子;恒星核反應(yīng)產(chǎn)生的中微子;宇宙射線轟擊大氣層、星際云、塵埃等介質(zhì)的原子核產(chǎn)生的中微子等。
科學(xué)家們區(qū)分這些中微子是哪里來的,主要是看它們的能量。比如太陽內(nèi)部核反應(yīng)每秒會產(chǎn)生10^38個中微子,但太陽產(chǎn)生的中微子最高能量只有50Mve以下,而科學(xué)探測接受到來自宇宙的中微子能量有很高的,最高達到1000TeV,是來自太陽中微子能量的10億倍。這種中微子主要來自超新星大爆炸、伽馬射線暴等宇宙頂級能量暴事件。
迄今為止,中微子是穿越人體最多的東西,不管白天黑夜,每時每刻都有大量的中微子穿越人體,每秒達到1000萬億個之多。
為了探測到中微子的蹤跡,美國威斯康星大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)的科研人員,在南極冰原下面800米深處安裝了一臺昵稱叫“冰立方”的輻射探測器,目的是屏蔽掉來自宇宙的高能射線,這些射線會與物質(zhì)發(fā)生交互作用,因此在地層中跑不多遠就被吸收了,而留下的就很可能是中微子。在地底下探測中微子,并不是抓住中微子,而是中微子通過裝置時會留下軌跡,科學(xué)家通過分析這些軌跡,就能夠得到中微子的一些基本信息。
2013年,這臺冰立方探測器探測到了數(shù)個高能中微子,能量達到30TeV以上,那個高于太陽能量10億倍的中微子就是在這里探測到的。世界上還有很多中微子探測器,有的在地底下,有的在礦井里,有的發(fā)射到了太空,都是根據(jù)中微子獨特的個性設(shè)計的,探測已經(jīng)取得了許多進展。
理論上,100億個中微子只有1個會與物質(zhì)發(fā)生作用,這樣物質(zhì)再厚又有什么作用呢?
鑒于中微子小、孤、快三個基本特點,中微子在太空中穿越,似乎從來還沒有什么障礙。中子星雖然密度很大,巨大的自身引力把原子都壓垮了,整個星球壓成一個巨大的中子團,但它還是依靠中子簡并壓抵御住了繼續(xù)坍縮。
何謂中子簡并壓?就是中子與中子之間有一種斥力,這種斥力使中子與中子之間拒絕靠在一起,產(chǎn)生了壓力,這樣就有了間隙。況且中子本身也并不是密密實實的,是由夸克組成,而夸克與夸克也是有間隙的。而中微子比中子小多了,又沒有電荷,不與中子交朋友,還不是目不旁視一通而過?
那么這個世界沒有什么能夠克制中微子嗎?不是,中微子還是有弱點的,既然有弱點,這個世界就有它相克的東西。中微子的弱點就是質(zhì)量并不等于零、快不過光速、與引力有相互作用。研究認為,中微子由于不帶電荷,不參與電磁相互作用和強相互作用,但參與弱相互作用和引力相互作用。
中子星的逃逸速度達到光速一半,因此中微子這種接近光速的物質(zhì),中子星還是無能為力;但宇宙食物鏈的頂端老大~黑洞,在其史瓦西半徑內(nèi),沒有任何東西可以逃逸,光速也不例外。這樣,像中微子這種比光速還差那么一點點的物質(zhì)就只有束手就擒了。
因此中微子在橫沖直撞中遭遇了黑洞,就歇菜了,會被黑洞引力所捕獲,被抓進黑洞史瓦西半徑以后,就只有乖乖的掉落到中心那個奇點中,化為烏有。
這就是中微子的克星,除此之外,似乎沒有什么東西可以阻擋中微子。
就是這樣,感謝閱讀,歡迎討論。
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答:中微子的穿透力非常強,哪怕是穿過一億個地球,也很難被吸收;中子星物質(zhì)具有非常強的引力,還有著非常大的密度,能大大增加中微子被吸收的概率。
中微子號稱“幽靈粒子”,是目前科學(xué)上最神秘的粒子之一,根據(jù)目前科學(xué)家掌握的證據(jù),中微子的靜止質(zhì)量不為零但非常小,大約為電子質(zhì)量的千萬分之一。
中微子很難探測,原因有以下幾點:
(1)質(zhì)量太小,萬有引力作用很弱,用引力探測中微子的辦法基本行不通;
(2)不帶電,不參與電磁相互作用,意味著中微子可以在原子中,電子和原子核之間穿梭自由,不受電磁力影響;
(3)不參與強相互作用,意味著可以在原子核內(nèi),夸克與夸克間穿梭自由,不受影響;
(4)參與弱相互作用,但是弱力的作用尺度在10^-19米數(shù)量級;
正是因為以上幾點原因,中微子幾乎可以在地球上的所有物質(zhì)間穿過且不受影響,只有非常小的概率撞擊到原子核中的夸克,才有可能因為弱相互作用被吸收。
要知道,在一個原子中,原子核的直徑只有原子直徑的百萬分之一;而在原子核中,夸克之間的距離,又是夸克直徑的數(shù)萬倍,所以一個中微子穿過地球時幾乎不受影響。
對于中子星物質(zhì),原子核與電子間的空隙,被中子填滿了,那么中微子參與弱相互作用的概率大大增加,中子星的引力對中微子有影響,但是中微子的速度一般都很接近光速,所以引力影響很有限。
至于密度更高的夸克星物質(zhì),中微子被吸收的概率就更大了,對于黑洞而言,其引力就可以把中微子束縛住。
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這個問題說實話很難回答,因為穿透力并不是只是由粒子的大小、質(zhì)量、速度決定的!
什么是中微子?其實就是一種粒子,只不過這種粒子比較特殊,它不帶電,質(zhì)量非常輕,速度接近光速,而且穿透力極強。
中微子最早是1930年物理學(xué)家泡利預(yù)言的,只不過他當時稱其為中子,當1932年真正的中子被發(fā)現(xiàn)后,費米將其改為中微子。
中微子其實存在于我們的身邊,但是由于它與其他物質(zhì)相互作用極小,所以很難觀測到,為了觀測到中微子,科學(xué)家在南極建立了最大的中微子探測器“冰立方天文臺”。
中微子還有另一個稱號就是宇宙“隱身人”,這是因為穿透力太強,難以捕捉和觀測。
我們在高中學(xué)過幾種射線,分別是α、β、γ射線,知道α射線穿透力最弱,一張紙就能夠擋住,因為它質(zhì)量大,速度低,還帶電。而β射線的穿透力稍微好一點,γ射線穿透力最強,幾厘米厚的鉛板才能擋住。
其實仔細想想穿透力不僅僅要滿足粒子足夠小,速度足夠大,還有一點就是能否產(chǎn)生相互作用。簡單來說就是不發(fā)生“反應(yīng)”。
在所以粒子中,中子可能算是穿透力比較好的,因為它不帶電,只會與原子核發(fā)生強相互作用,而且中子還有磁矩,仍會和磁性有序的材料發(fā)生相互作用。
但是中微子不同,它即不帶電,也無磁矩,速度還接近光速,所以它在穿透過程中不會發(fā)生電磁作用和強作用,只會發(fā)生弱作用和引力作用,所以它的穿透力極強。面對整個地球,每100億個中微子,可能只有1個會發(fā)生相互作用不能逃出。
所謂中子態(tài)就更簡單了,就是全部由中子構(gòu)成的狀態(tài)稱為中子態(tài),其實就是我們常說的中子星。
我們知道中子星是因為巨大的引力收縮而成的,其密度可能是正常物質(zhì)的上億倍!而我們說了中微子也會受引力的影響,而且中子星形成過程本就會釋放大量中微子。
這其中牽扯的因素太多,例如中微子哪種類型,自身的能量是多少?或者中子態(tài)此時的狀態(tài)等等,但在我看來,一公里的中子態(tài)物質(zhì)穿透是不難的。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態(tài)物質(zhì)是否能夠擋住?
中微子穿透力很強這都是爛大街的事了,但如果有人問中微子穿透力為什么那么強,它能穿過中子星和黑洞嗎?估計大部分人都要卡殼,我們今天就來討論下這個有點看起來很“簡單”的穿越問題。
一、中微子是一種什么粒子?
中微子:Neutrino,從字面上理解是“微小的電中性粒子”,上世紀30年代時泡利為了解釋β衰變中能量、動量以及自旋角動量守恒而提出了中微子假說,不過當時泡利稱其為中子,但1932年時發(fā)現(xiàn)了中子,費米和泡利在1933年的索爾維會議上將其改名為中微子。
在標準粒子模型里中微子屬于費米子。構(gòu)成物質(zhì)大廈的“磚塊”比如電子、夸克與中微子等都屬于費米子,而在將磚塊粘合起來的“水泥砂漿”比如光子、膠子與介子W和Z玻色子則是玻色子!
早先以為中微子沒有靜止質(zhì)量,但現(xiàn)在我們知道中微子是有質(zhì)量的,只是質(zhì)量極輕,原子中經(jīng)常被忽略質(zhì)量的電子是它的千萬倍。中微子是不帶電荷的中性基本粒子,同時也是一種輕子,因此它不參與電磁作用,也和強相互作用無緣,但參與引力作用和弱相互作用。
但在亞原子粒的尺度下,引力的作用幾乎可以忽略不計(只有強作用力的1/10^-39),因此它在穿越物質(zhì)時幾乎不會有障礙,這也是它難以檢測的原因。中微子的速度只比光速低約0.0006%,這還是2012年MINOS實驗組在升級了設(shè)備之后測得的數(shù)據(jù),原先認為中微子等于光速,甚至還鬧出過一起中微子超光速的事故,當然后來確認是傳輸線路的問題。
二、中微子從哪里來?
放射性物質(zhì)衰變以及核裂變堆與未來的聚變堆和超新星爆發(fā)等都能產(chǎn)生中微子,當然我們天天見的太陽也是中微子產(chǎn)生大戶。當太陽到達頭頂時,你腳下的地球在每平方厘米的土地上,每秒都會有超過650億顆來自太陽的中微子穿透。
1H + 1H → 2H + e+ + νe
正在太陽核心發(fā)生的質(zhì)子鏈反應(yīng)第一部,兩個質(zhì)子聚變成氘的過程中,一個質(zhì)子會釋放出一個e+(正電子)和一個中微子后轉(zhuǎn)變成中子!這是太陽上中微子的第一個來源。
有一個非常有趣的事實,正在太陽核心發(fā)生的故事,在質(zhì)子鏈的第一步,聚變產(chǎn)生的中微子經(jīng)過數(shù)秒鐘就到達了太陽表面,8分多鐘就能到達地球!而光子的話,需要在輻射層里爬上十幾萬年才能到達對流層,然后再花28個小時爬出對流層,然后再8分多鐘就到達地球,你要想想這光子跨越千山萬水來見你一趟還真不容易。
光子在太陽內(nèi)部的路徑,中微子可是很直接的,直接就穿越了!
三、中子星和黑洞是啥玩意兒?中微子能穿透?
中子星是恒星末期內(nèi)核質(zhì)量超過錢德拉塞卡極限坍縮而成的,其特點是電子已經(jīng)被強大的壓力突入進了原子核,與質(zhì)子中和成了中子,也就是強作用力作用下的物質(zhì),《三體》中制造水滴的材料!鉛板在這里是無需考慮的,空蕩蕩猶如探測器穿過小行星帶,相撞上都很難啊,當然概率還是存在的,我們只考慮大概率事件。
黑洞的來源有兩種,大爆炸時代的原初黑洞以及恒星時代形成黑洞,前者是大爆炸時代的高密物質(zhì)坍縮形成的,恒星時代的則是內(nèi)核超過奧本海默極限,強大的壓力將夸克壓碎坍縮成一個奇點。
兩者都是極端致密天體,所不同的是中子星表面仍然有一個逃逸速度,而黑洞視界內(nèi)連光速都無法脫離了,所以中微子碰到這兩種物質(zhì)是命運是迥異的。
強作用力聚合在一起中子星物質(zhì),對于人類來說只一個無法逾越的屏障,但對于中微子似乎并不那么有效,因為中微子不參與強作用力,因此它穿越中子星時強作用力對它無效,這表示中微子有可能可以直接穿越夸克之間的空隙(也不會受到夸克間的強作用力限制),從這一點來看,中微子穿越中子星的概率還是很高的,
從黑洞的德行來看,中微子是不可能穿透的,上文說明了中微子的速度僅比光速低0.0006%,因此在視界附近就被黑洞捕獲了,而且當光子還在視界上繞圈圈的時候中微子已經(jīng)和宇宙拜拜了,因為它會比同時到達的光子先墜入黑洞!
在這個被黑洞極度扭曲的時空里,中微子和光子一樣,都會迷失方向,唯一不同的是中微子更抵不住“黑洞姑娘”的誘惑,而早早的墜入了她那冷酷無情的陷阱里。
中微子是一種非常小的基本粒子,屬于輕子的一種,質(zhì)量只有電子的百萬分之一,在宇宙中大量存在,因為恒星中子星這樣的天體在發(fā)光的同時還會發(fā)出中微子,比如我們的太陽就是一個強大的中微子發(fā)射源,可以說中微子充斥于廣大的宇宙空間中。
由于中微子是一種非!皯卸琛钡幕玖W樱静慌c其它粒子或者事物發(fā)生作用,比如它不帶電,不會與電子和質(zhì)子發(fā)生作用,在原子中也會暢通無阻,而且它不帶電磁力,也不會和有磁性的東西發(fā)生作用,它的個頭也非常小,速度又基本和光速一樣,所以它在穿透過程中不會很少會受到其他東西阻擋,比如每秒鐘就有上萬億的中微子經(jīng)過我們的身體,但是我們卻毫無察覺,其實每時每刻也有無數(shù)的中微子穿越地球,然而厚達1萬多公里的地球在他們面前卻好像空無一物,它們幾乎可以不受阻擋地一越而過。
通常認為中微子只有直接撞擊到電子、質(zhì)子或者中子上才會被阻擋,就是在原子核中有空隙,它也可以穿行無阻,甚至有人認為他可以在組成質(zhì)子和中子的夸克間穿行,因此通常認為它也是宇宙中穿透力最強的基本粒子,無論是行星還是恒星都無法有效阻擋它的穿越,因為常見物質(zhì)中原子間的空隙就很大,而原子內(nèi)的空隙也很大,中微子直接撞擊到電子、質(zhì)子中子上的可能性很小,有科學(xué)家認為一個中微子發(fā)射源發(fā)出的中微子,需要用幾光年厚的鉛板才能全部阻擋,說起來真是讓人匪夷所思了。
那么宇宙中有能有效阻擋中微子的事物嗎?其實也是有的,白矮星是一種,它可以阻擋較少的中微子經(jīng)過,因為白矮星是一種物質(zhì)很致密的星體,上面的物質(zhì)處于電子簡并態(tài),電子和質(zhì)子的分布比較集中,空間也很小,所以能阻擋一部分中微子通過。
比白矮星更強的就是中子星了,它的物質(zhì)分布更為密集,電子被強大的簡并壓擠到了質(zhì)子里面成為中子,當中微子經(jīng)過的時候,這些密集的中子可以阻擋一大部分,而且由于中子星有著強大的引力場,可對時空產(chǎn)生一定程度的扭曲作用,因此也會對中微子的傳播路線產(chǎn)生一定的影響。
不過阻擋能力最強的還是黑洞,黑洞強大的引力場對時空的扭曲作用也非常強,當光子來到他的世界邊緣的時候就無法再逃脫了,而中微子和光子有一定的相似性,理論上它也無法逃脫黑洞的引力場,所以黑洞才應(yīng)該是可以完全阻擋中微子的事物啊。
地球時時刻刻都接受來自太陽或者系外中微子的“洗禮”,我們每個人也是如此。中微子之所有有極強的穿透力主要是因為:它的速度接近光速、它的靜止質(zhì)量幾乎為零、它幾乎不參與任何相互作用。
至于像地球一樣的普通物質(zhì),對于中微子幾乎沒有任何的束縛力?茖W(xué)上從預(yù)言中微子的存在到發(fā)現(xiàn)它大約用了將近20年的時間。光是對中微子的發(fā)現(xiàn)及各種性質(zhì)研究就有將近10位各國的科學(xué)家獲得諾貝爾獎。
圖:地下用以探測中微子的實驗設(shè)備
中微子被稱為宇宙間的“隱身人”不足為奇,實在是其太難于被發(fā)現(xiàn)捕捉。但是前邊也說了中微子雖然質(zhì)量特別輕有的甚至于小于電子的百萬分之一,但是它還是有靜止質(zhì)量的,既然如此必然也會受到引力的作用。但是一般的天體對它的引力幾乎可以忽略的,但是對于那種及其致密的天體如中子星、黑洞等,對于中微子是由一定的限制作用的。
而問題中的中子態(tài)物質(zhì)應(yīng)該指的就是中子星,但是否可以擋住中微子就很難說了。還有另一方面因為中子星物質(zhì)是極其致密的,所有的電子被擠壓進原子核內(nèi)跟質(zhì)子結(jié)合變成中子,中子星的密度就是原子核的密度。這對于中微子也是有一定影響的,因為中微子還會受到弱相互作用的影響。
這個算一下不就知道了,最簡單的方法就是直接算密度,由于中子星就相當于一個巨型原子核,而鉛的絕大部分質(zhì)量都在原子核,所以這種算法雖然有誤差,但不會很大。
查了一下鉛的密度是11.3437g/cm3
中子星都密度是每立方厘米8000萬到20億噸,質(zhì)量越大密度越大,取中間值吧,算15億噸/立方厘米,即密度是1.5×10^15g/cm3
也就是中子星的密度大約是鉛的132231987799395倍,即大約是1.3×10^14倍
而五光年=5×365.25×24×3600×299792.458=47303652362904公里,即大約是4.7×10^14倍
綜合對比一下,很明顯如果五光年鉛板能擋住,那么1公里中子態(tài)物質(zhì)也能擋住,攔截效率差不多高3倍。??
中微子被稱為宇宙中的“隱形人”,它性格非常孤僻,對于四大基本相互作用,只參與弱相互作用和引力作用,以至于它極難被擋下來。(也就黑洞能百分百擋住它了)
題目中說用一公里厚的中子態(tài)物質(zhì)去阻擋中微子,結(jié)果也沒多么理想,還是有不少中微子可以穿過的。
畢竟對于中微子而言,在忽視引力的情況下,弱相互作用的反應(yīng)截面是那樣的小,即便中子們緊緊挨著,它甚至可以在組成中子的夸克間穿梭(不過也有幾率使得中子吸收一個中微子而變成質(zhì)子)
↑中微子實驗裝置↑
總的來說,中微子在宇宙中分布很廣泛,比如你現(xiàn)在豎起你的大拇指,每秒都會有上百億個中微子穿過你的指甲蓋,躲都躲不掉。
甚至就連你的身體內(nèi)都會跑出中微子,因為人體內(nèi)的鉀-40元素,每天因衰變會發(fā)出大約4億個中微子。
中微子又稱“幽靈粒子”,每秒有1000萬億個中微子悄無聲息的穿過我們的身體,就連穿透地球等大型天體也不在話下?茖W(xué)家曾用粒子加速器制造出10億伏特中微子,在瞬間穿透地球時只衰減了1/1000。這就是中微子強大的穿透力。
而需要五光年鉛板才能擋住只是形容中微子的穿透力太強,并沒有任何人去試過這個說法是否成立。
在19世紀末,科學(xué)家在研究放射性物質(zhì)β射線時,發(fā)現(xiàn)該射線與其它不連續(xù)的射線不同,而此射線是連續(xù)的,并且在放射過程中有一部分能量消失了。
1931年,物理學(xué)家泡利在羅馬的國際核物理大會上提出:最初他以為這種帶走β射線能量來自“原子核”中,于是命名為“中子”;不過他后來發(fā)現(xiàn)該粒子并非來自原子核,而是在射線衰變中產(chǎn)生。1932年,物理學(xué)家費米便將這種帶走能量的粒子正式命名為“中微子。”
此后,物理學(xué)家在中微子的研究中獲得了20多項諾貝爾獎。到現(xiàn)在,我們知道了中微子是一種不帶電荷的輕子,質(zhì)量接近0,速度接近光速,共有電子中微子、μ中微子、τ中微子三種。它只參與十分微弱的弱相互作用以及引力相互作用,是宇宙中穿透力最強的粒子,每天有大量中微子從太陽出發(fā),穿透地球。
核反應(yīng)、天然反應(yīng)性(β衰變)、宇宙射線、超新星爆發(fā)等物理過程都會產(chǎn)生中微子。在太陽中,在弱相互作用下,每秒103?個中微子產(chǎn)生。它與宇宙誕生密切相關(guān),正反物質(zhì)的不對稱很可能就是它在作祟。
中子態(tài)物質(zhì)那就是中子星了,這也是一種十分牛皮的星球,在宇宙中密度僅次于黑洞,一顆直徑約20~40km的中子星質(zhì)量可有太陽的2.1倍。因為它全部由重粒子中子構(gòu)成,中子又是由三個夸克組成。
中子也能衰變,也不帶電荷;也有很大的穿透力,但不及中微子;但中子帶走磁矩,不過這并不影響中微子的穿透力。
中子它只能在其中一個下夸克在弱相互作用中衰變?yōu)樯峡淇耍兂少|(zhì)子。衰變過程中會釋放出來一個正電子、一個反電子、一個中微子。不過只有1/1000的中子會生成電子與中微子,同時釋放γ射線。
中微子是可以穿過一公里的中子態(tài)物質(zhì)的,即使是幾十km直徑的中子星也能讓穿透。原因有以下幾個:
答案是當然可以。中微子屬于不可分割的基本粒子,和電子一樣都屬于輕子家族中的一員。同時,中微子不帶電,因此它即不參與強相互作用力也不參與電磁相互作用力。僅僅參與一點弱力和引力作用。
知道了這些信息,就基本可以理解為何中微子穿透性極強,甚至被稱為宇宙中的隱身粒子了。
首先,中微子不參與強相互作用,所以中微子和質(zhì)子、中子幾乎沒有任何作用力,就是說中微子只要不是一頭正好撞擊到原子核上面,它幾乎就是對原子核視而不見。
第二、中微子沒有電荷,所以它也不參與電磁作用。也就是說它和電子以及質(zhì)子沒有電磁力,對電子和質(zhì)子也視而不見。
第三、中微子個頭極。ㄔ訉λ鼇碚f就像是太陽系)、速度極高、甚至被認為和光子一樣沒有質(zhì)量。
所以說,中微子和基本粒子間的引力也很小,再加上它是高速運動的(接近光速),所以自由的中微子基本上就不受四種基本力的任何一種。故而原子對于這么一個完全不受力的小東西,基本就像是空氣一樣不存在。所以中微子可以穿透任意物質(zhì),我們身體和地球每時每刻都有上百萬億顆中微子穿過,可是我們完全感覺不到。
故而想要利用一般物質(zhì)阻擋中微子,基本上就是不可能。除非是引力大到無邊,像黑洞一樣捕獲光子;蛘哒f利用題目中說的中子態(tài)物質(zhì),比如中子星。這些中子態(tài)物質(zhì)密度極高,中子之間的距離和原子核中中子的距離差不多,小于10^-15m,可以讓中子一頭裝上去。而且這么高密度的中子物質(zhì),質(zhì)量也極大,引力也極高,已經(jīng)可以對中微子產(chǎn)生可觀的吸引力了。
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