中美日科学家破解“太阳中微子丢失”之谜
12月6日下午5点,由中、日、美三国科学家组成的KamLAND实验组在各自国家同时宣布,困扰物理界多时的“太阳中微子丢失之谜”已被破解。 中科院高能物理所王贻芳研究员等中国科学家参与了这项实验。据介绍,中微子是一种很小的基本粒子,几乎不与任何物质发生作用,因此,中微子产生后携带的信息也就不会改变,堪称宇宙“活标本”,通过探测研究宇宙深处的中微子,科学家就可获取这些中微子产生当时宇宙的信息,哪怕是在数十亿年前。 中微子又是穿透力极强的“探针”,“它甚至能穿过地球而不发生任何改变”,当年苏联人为了搞清地球地质构造,曾花了20多年在地球上打了一个几万米深的洞,而如果有足够大的中微子探测接收器,不用打洞,就可以通过接收地心中微子来研究地心结构。 因为中微子很难探测,美国科学家雷蒙德戴维斯对太阳中微子探测了30年,结果只发现了约2000个太阳中微子,而且还不到理论计算值的一半,其他中微子跑到哪里去了,科学家百思不得其解,这就是有名的“太阳中微子丢失之谜”。 中科院高能物理所陈和生所长说,中微子物理研究成为当前粒子物理研究的前沿热点,正是因为在探测宇宙中微子上取得重大成就,美国科学家雷蒙德戴维斯和日本科学家小柴昌俊获得了2002年诺贝尔物理学奖。 为揭示“太阳中微子丢失之谜”,从1997年开始,KamLAND实验组在位于日本西北神冈1000米深的矿井下,建造了一个直径20米、高25米的探测器,内装1000吨液体闪烁体、600吨矿物油和3000吨水,四周分布着2000个20英寸的光电倍增管,开始“捕捉”中微子。 从2002年2月开始,他们对日本和韩国的20多个核电站反应堆产生的中微子进行了为期145天的探测,共发现了54个中微子,占理论计算值的60%,大约有40%消失了。 实验组发现,消失的中微子变成了新的中微子,由于新的中微子能量很低,现在的探测仪还无法探测。科学家们认为,在反应堆中发现的中微子消失与太阳中微子消失的特性相同,太阳丢失的中微子也和反应堆中的中微子一样,变成了另外我们还无法探测的中微子,至此“太阳中微子丢失之谜”被破解。
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