南極爆發的「幽靈粒子」可能會動搖標準物理學

2020-12-04 靜哥的生活真香

你可能認為駐紮在南極洲的科學家工作只不過是戲耍企鵝或是研究海豹,其中有些科學家在那裡發射氣球或是觀察冰立方,特製的氣球和特殊的冰塊,就像安尼塔球載型實驗,看到了我們認為不可能的事情,並且告知我們目前人對粒子物理學的了解僅僅是冰山一角。

ANITA為南極短脈衝雷達的簡稱,旨在利用覆蓋在南極洲的冰層,來研究宇宙超高能中微子。

中微子是超輕量且無電荷的粒子,幾乎不會與其他物質發生反應,由於這些特性,中微子可以穿越整個星球而不受任何幹擾,至少,這對於我們常討論的低能量中微子來說確實是這樣的,它的變體主要是來自太陽內部的原子衰變。

就像我參加聚會時 幾乎不和人互動,我們使用大量的純水中有相同的中微子,正如超級神岡探測器所偵測到的一樣,當中還存在其他類型的中微子。

超高能變體是一種特殊的微子,它們有更寬的橫截面,這意味著它們更容易與其他粒子發生碰撞。

它們是在高能碰撞中產生的,就像宇宙射線和光子相互作用一樣,在宇宙中穿梭直到到達地球這裡,由於橫截面較大,它們在與某物質相互作用之前無法穿透很遠,過程中產生一系列的粒子,這些粒子會發出科學家所說的無線電頻率的「啪啪」聲,為了接收這些微弱的信號,即所謂的「阿斯卡萊恩脈衝」,科學家們需要找個無任何無線電信號的地方,他們還需要大量的無線電透明介質,從而使高能粒子發生相互作用,而「阿斯卡萊恩脈衝」也將會繼續傳播,這種介質類似於冰,這就是安妮塔實驗在南極洲上空探索飛行的原因。

該天線與美國宇航局的一個超級氣球相連,從2006到2016年間共執行了四次飛行任務,每次飛行持續三到五周,當它在上空飛行時,接收到了來自冰層底部折射出的無線電信號,科學家幾乎把整個南極大陸變成了科學儀器,這簡直就像漫畫中才會出現的事情,而且已經奏效了,實際上,儀器運行得非常好,發現了我們目前粒子物理學所無法解釋的東西。

很多情況下,安尼塔都會檢測到其下方傳來的信號,這在理論上意味著它們一定是穿過了地球,而不是簡單的在某個角度掠過冰層。由於超高能中微子的相互作用比低能中微子更頻繁,它們應該不能夠穿過整個地球,為了再次確認沒有發生錯誤,他們核實了另一個南極中微子探測器「冰立方」的結果,IceCube不是那個說唱歌手出身的演員,冰立方傳感器採用穩定的超透明冰層,從地表以下1500米開始監測一立方千米冰層裡中微子的相互作用,果然數據揭示了另外三個檢測事件,證明其中粒子似乎是從底層直接上升的。三次檢測聽起來可能很少,但是從數學上講這遠超出了他們預想的範圍,甚至一次都不應該發生,這對於粒子物理學來說是個大發現。

如果我們可以排除這樣的觀點,即這些中微子是從特定的地方向我們發射的,強度如此之大,以至於探測器能偵測出來,這就是所謂的「點源假說」,那麼這些中微子就不可能是超高能中微子,這證明標準模型中沒有任何東西能解釋這一點,這意味著它可能屬於其他理論,在未來可能會取代或擴展標準模型,但科學家還沒有準備好捨棄標準模型,因為還得收集更多的數據。因此安妮塔的繼任者「超高能觀測有效載荷」 會繼續尋找這些相互作用難以解釋的原因。從以上研究得到的數據和安妮塔冰立方這樣的實驗,可以幫助大型強子對撞機在搜索標準模型之外的粒子時更加準確定位。

相關焦點

  • 科學家在南極發現幽靈粒子
    NEXTMIND在南極廣袤冰凍的地表之下,科學家發現了捉摸不定的「幽靈粒子」。據外媒Sciencealert報導,南極洲冰立方天文臺發現了穿過地球的中微子,但科學家無法探測它們的源頭,因此把它們稱為」幽靈粒子「。
  • 一個來自超大質量黑洞的「幽靈粒子」穿越太空,鑽進了南極冰層
    冰立方是美國主導的天文觀測設備,座落於南極冰層深處,耗資2.7億美元建造。這臺探測器能夠探測到來自深空的高能亞原子粒子——有著「幽靈粒子」之稱的中微子。中微子從深空來到地球,可能直接來自於超新星爆炸殘餘或者黑洞。普通的望遠鏡無法觀測到神秘莫測的中微子,但冰立方可以。它是迄今為止建造的世界上最大的中微子望遠鏡。
  • 自超大質量黑洞的「幽靈粒子」穿越太空,鑽進了南極冰層!
    這臺探測器能夠探測到來自深空的高能亞原子粒子——有著「幽靈粒子」之稱的中微子。中微子從深空來到地球,可能直接來自於超新星爆炸殘餘或者黑洞。普通的望遠鏡無法觀測到神秘莫測的中微子,但冰立方可以。它是迄今為止建造的世界上最大的中微子望遠鏡。
  • 終於,物理學家弄清了南極高能幽靈粒子的來源之謎:耀變體黑洞!
    2017年9月22日,科學家通過世界上最大的中微子探測器——位於南極的「冰立方」(IceCube Neutrino Observatory),探測到了神秘的 「幽靈粒子」 。此次發現的粒子穿越40億光年到達我們身邊,普通人無從得知,科學家卻異常困惑。
  • 「幽靈粒子」讓「穿越」成真?(圖)
    如果超越光速的物質真的存在,人們對世界的認識是否會顛覆?並實現「穿越」時空的夢想呢?  A「幽靈粒子」速度超光速  幽靈粒子,是指中微子。中微子很神秘,一個小小的粒子,居然能穿過地球。說它神秘,還因科學家猜想,宇宙中的中微子,像一個幽靈在飄蕩,怎麼也捉不到它。甚至,每天可能有數以萬計的幽靈粒子穿過我們的身體,但我們根本感覺不到它。
  • 南極上空測到神秘粒子,或打破物理學規則
    科學家在南極洲上空偵測到了一種高能粒子,目前對這些粒子的來源和自身特性都拿不出合理的解釋這可能是將打破常規物理知識的一個發現。   據美國生命科學(Live Science)網報導,在荒無人煙的南極洲,矗立著美國航空航天局(NASA)搭建的用於探測來自外太空粒子的高敏天線。近期,這一天線已經兩次測到來自地面的一種高能粒子。   NASA的南極脈衝瞬態天線(ANITA)用於偵測來自外太空的粒子,比如中微子。
  • 幽靈粒子能夠穿越一切物質,你知道幽靈粒子的秘密嗎,快來看一看
    今天我們來探索一個大家比較感興趣的話題,那就是幽靈粒子,我們知道幽靈粒子可以穿越任何一種物質,所以科學家才這樣稱呼這種粒子,其實幽靈粒子真正的名字叫做中微子,是一種物理學中的粒子。首先要告訴大家的一點是中微子屬於輕子,是質量極小的一種粒子。
  • 從南極冰層中出現的未知粒子,或將打破現代物理學的規則
    但是物理學家所知道的粒子——組成科學家們稱之為粒子物理學標準模型(SM)的粒子集合——不應該能做到這一點。當然,有一些低能量的中微子可以穿透數英裡的巖石而不受影響。但是高能中微子和其他高能粒子一樣都很大。這意味著它們幾乎總是會在鑽進地球後不久就撞到什麼東西上,而且永遠也不會從另一邊撞出來。
  • 重大實驗:物理學家可能發現假想基本粒子「惰性微中子」
    微中子是宇宙中繼光子後第二常見的基本粒子,我們目前已知3 種微中子存在,但假定的微中子「惰性微中子」還是個未被發現的幽靈人物,一旦身分證實,將改寫自1975 年以來主導粒子物理的標準模型,並進一步解開可能由新粒子構成的暗物質謎團。
  • 幽靈粒子的質量之謎
    中微子是一種極其難以捉摸的基本粒子。從太陽內產生的大量中微子會以接近光的速度傳播飛向地球,並穿過我們的身體。由於中微子幾乎從未與構成我們身體的原子發生作用,因此我們不會有任何察覺。它們是名副其實的幽靈粒子。在很長的一段時間內,科學家都認為這些微小的粒子是無質量的。○ 宇宙中包含著大量的中微子。它們沒有電荷,所以不會被自然界中的其他帶電粒子吸引或排斥。
  • 我們終於知道高能「幽靈粒子」從何而來
    2017年9月22日探測到的所謂神秘的「幽靈粒子」,穿越了40億光年,從一個名為blazar的極具能量的天體上到達我們。    這是一個驚人的發現,它不僅證實了火焰是高能中微子的來源,而且還建立了一個新的研究領域:多信使中微子天體物理學——利用不同類型的探測器來研究相同的現象。
  • 宇宙大爆炸產生的「幽靈粒子」是何方神聖?
    「幽靈」是何方神聖?我們的宇宙產生於137億年前的一次大爆炸。宇宙大爆炸在一秒鐘內產生了無數的中微子。宇宙大爆炸初期,由於光子無法擺脫引力外逃,而中微子卻與物質不發生任何作用,可以暢行無阻。所以,它們攜帶了比光更早的宇宙信息走到了現在。由於中微子難以探測,所以被科學界稱之為「幽靈粒子」。
  • 粒子物理學基礎——淺析12種基本粒子
    粒子物理學作為一門基礎科學,其實與我們每個普通人都息息相關。但是,它的貌似高大上和它的晦澀難懂又讓無數人對它敬而遠之。作為非專業人士,我們不可能系統地學習粒子物理學,但通過階段性的知識積累,也能夠讓我們對整個粒子物理學有更多的理解。
  • 什麼是幽靈粒子?它的作用有多大?
    看了幾個小夥伴的回答,認為靈魂粒子就是靈魂,我覺得有點太唯心論了。在這裡個大家科普一下什麼是靈魂粒子,不然你就說那是靈魂,豈不是讓人家笑話。一.靈魂粒子是怎麼回事所謂靈魂粒子,實際上就是中微子。那麼為什麼叫它「靈魂粒子」呢?
  • 每秒鐘萬億穿身,一點感覺都沒有,幽靈粒子到底是啥玩意?
    「幽靈粒子」就是中微子,每時每刻都有1000萬億個穿越人體,而人們毫無感覺,由此許多人認為這是扯淡,怎麼可能時時刻刻萬億箭穿身而無感覺呢?一定是科學家們又在信口開河,隨意揣測。要弄清這個問題,我們首先來了解一下中微子到底是個什麼「鬼。
  • 光子是光明的「幽靈粒子」
    (1)可以將天文學劃分為「廣義天文學」和「狹義天文學」兩大類,廣義天文學包括天文物理學、天文化學、天文生物學、天體生命學等所有與天體科學有關的學科,而狹義天文學僅包括天文物理學或天體物理學。由於天體物理學佔據了天文學內容的大部分篇幅,天文學問題實質上是天體物理學問題、或天文學和天體物理學的問題符合科學哲學實質論的等效原理,因此,科學人士時常混淆天文學和天體物理學的區別,將天文學理解為天體物理學。(2)像地球和太陽、中子星和黑洞之類天體的強大磁場和強大引力場會發生相互作用嗎?如果彼此毫不相干,那麼為什麼天體的兩種物理屬性不發生相互作用?
  • 《周易》隱藏了近代物理學的粒子標準模型?
    近代物理的標準模型是一套描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質的基本粒子的理論。到現時為止,幾乎所有對以上三種力的實驗的結果都合乎這套理論的預測。它是目前權威界認可的最科學物理理論。一個是中國古代聖賢創立的「哲學體系」,一個是近代物理學家發現的「科學定律」。可是,兩者之間卻有千絲萬縷的共同點。
  • 幽靈般的新物理學燈塔——中微子
    揭示中微子的真實本質可能為更加統一的物理學理論鋪平道路。很少有物理學家有幸將新的基本粒子帶入世界。然而,當沃爾夫岡·保利在1930年提出中微子的想法時,內心的疑慮緩和了他的反應。「我做了一件可怕的事,」保利後來告訴他的同事。「我假設了一個無法檢測到的粒子。」
  • 南極發現全新粒子,可能填補宇宙空白,結果被科學家一句話否定
    於是很多腦洞大開的人開始胡思亂想,有些人認為南極地心極不穩定,或許地球的更深處已經發生了一場劇烈的地震;更有甚者認為南極地底存在著外星生物,並進行著我們不知道的外星實驗,這才導致粒子流的出現。事實上無論是地震或其他形式的事故,都必然會產生巨大的振動和衝擊波,不過至今人們都沒有探測到有過類似的震動,記錄下的也只有這神秘的粒子流。
  • 粒子物理學:黑洞可能是通往宇宙九維空間的鑰匙
    目前,一種粒子物理學理論認為,事實上宇宙存在九維空間,黑洞可能是通往其它宇宙空間的「鑰匙」,這意味著黑洞是抵達其它宇宙空間的大門。據英國每日郵報報導,黑洞是通往其它宇宙空間的大門?目前,其它粒子物理學理論認為,事實上宇宙存在九維空間,黑洞可能是抵達其它維度空間的「鑰匙」。這意味著黑洞是通往其它宇宙的大門,目前歐洲大型強子對撞機(LHC)的科學家正在尋找該理論的可靠證據。一些粒子物理學理論認為,宇宙存在的秘密遠超出人類的認知,這些未知宇宙維度可解答量子物理至引力等問題。