如果數十億個中微子穿過人體會怎樣

2021-01-13 萬象經驗

雖然中微子是神秘的粒子,但它們卻非常普遍。每秒有數十億中微子穿過你的身體。但是中微子很少與普通物質相互作用,所以探測它們是一個巨大的工程挑戰。即使我們檢測到它們,結果也不總是有意義的。例如,我們最近探測到的中微子能量如此之大,以至於我們都不知道它們是如何產生的。

中微子探測器通常是一個裝滿了純水或冰的大容器,在這個房間裡有非常靈敏的探測器。中微子不是直接觀測到的,相反,中微子探測器等待中微子撞擊原子。當它這樣做時,它可以產生帶電的輕子,如電子、μ子或τ子,這些帶電粒子也能發光。因此,通過探測光或輕子,我們知道中微子與探測器發生了相互作用。

我們探測到的大多數中微子都是太陽中微子,是由太陽核心的核聚變產生的。但是超新星和伽馬暴也會產生中微子。大量的工作都集中在探測這些太陽系外的中微子上。

南極洲是一個中微子觀測站的好地方,因為它厚厚的冰層非常善於吸收各種雜散的粒子,比如宇宙射線和伽馬射線,這些會干擾你的敏感探測器。通過把天文臺埋在冰裡,我們可以確信我們探測到的事件來自中微子。冰立方天文臺已經多次探測到太陽外的中微子。

但是在南極洲還有另一個中微子觀測站,它用一種完全不同的方式探測中微子。它被稱為南極脈衝瞬變天線,或稱安尼塔探測器,這是一種安裝在氣球上的靈敏無線電探測器。

當安妮塔探測到這些高能中微子時,引起了一點騷動,因為它們似乎在中微子撞擊南極冰層之前穿過地球。如果某個強大的天體物理事件在地球方向產生了中微子流,這就是你所期望的。但如果真是這樣的話,這些中微子也會觸發冰立方可能探測到的事件。

因此,冰立方合作組織尋找與安妮塔探測同時發生的探測事件。但他們沒有發現相關事件的證據,這意味著這不是幾光年之外的某個強大的中微子事件。這很奇怪,因為這留下了兩種可能性:要麼安尼塔由於設計中的一些缺陷給出了假陽性,要麼這些中微子事件是由標準模型之外的過程引起的。在粒子物理學的標準模型中,不可能產生如此高能的中微子。

這只是一小部分事件,因此有理由對結果保持謹慎。然而,這項最新的工作可能暗示了一個我們尚不了解的物理學新領域。

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    如果你沒有看過《三體》也不要緊,你一定也在其它的文學或影視作品中看到過類似的情景,比如一個手藝非凡的廚師用極薄的刀片和極快的手法切開動物的身體,然後輕輕按壓,動物的傷口便迅速粘合、完好如初了。那麼這些作品中神乎其神的描述到底是不是真的呢?如果用一根很細很細的細線將人體切開,會導致死亡嗎?要回答這個問題,我們還是要先從人體的結構說起。
  • 中微子新質量上限「出爐」,怎樣探索無處不在的中微子?
    我們現在知道中微子是無處不在的,每秒鐘就有數萬億個中微子穿過大家的身體。因為中微子可以很輕易地穿過人體,雖然每秒鐘有上萬億個中微子穿過人體,但是很安全。不僅人如此,地球在中微子面前也是透明的,中微子能直接穿過地球。 發現中微子之後,科學家繼續研究,發現不止存在一種中微子,2000年的時候,科學家發現了第三種中微子,經過70年,三種中微子都被發現了。
  • 為什麼中微子能夠輕鬆穿過地球?
         大麥哲倫星雲只有在南半球才能看得到,日本的中微子探測器則位於北半球,按理說中微子輻射會被地球擋住,可事實並非如此,中微子不僅穿過了地球,還被地球另一端的中微子探測器檢測到了
  • 穿透力最強物質,每秒穿過眼睛十億次,科學家:只有黑洞能夠抵擋
    最終,科學家們確定了它的身份,它就是被稱作「幽靈粒子」的中微子。中微子,是組成物質的最基本粒子,它的質量極輕,不帶電荷,它幾乎不與任何物質與環境相互作用。中微子最早被發現是在上個世紀三十年代,當時,研究人員在進行元素放射性實驗時,發現,在β的衰變過程中,電子所帶走的能量總是小於衰變失去的總能量,還有一部分能量神秘失蹤了。
  • 每秒有億萬個中微子穿過你的身體,為什麼你感覺不到?
    第二個角度則是探測萬物的本質規律。實際上,如今的物理學也是從這兩個角度來思考萬物。在第一個角度中,先是泰勒斯提出萬物的本原是水,後來又有很多人提出不同的想法,其中最有名的當屬德謨克利特提出的原子論,他認為萬物的本源是原子和虛空。多說一句,德謨克利特是從哲學層面來思考,他提出的「原子」和我們如今的原子是不一樣的。而在第二個角度當中,古代的科學並沒有走得太遠。
  • 如果人的身體被誇克級的細絲穿過,我們會有感覺嗎?
    相信很多人都看過電影《死神來了》以及小說《三體》,其中對細絲切割人體的那一幕印象深刻,之所以這樣的細絲能夠把人體進行切割,主要原因在於細絲的直徑要遠遠大於人體細胞組成物質基本單元的直徑大小,從而破壞了細胞結構。
  • 靜止的中微子有質量嗎?它的存在對我們的宇宙又會產生什麼影響呢
    首先,讓我們來了解下中微子。對放射性的早期研究中,人們發現中子會衰變。衰變產物似乎只有質子和電子。然而,如果衰變的產物只有質子和電子,就會導致另一個奇怪的結果產生。如果一個中子處於靜止狀態,它會具有一定的能量(E=mc^2)。如果把衰變產物質子和中子的質量,以及它們的動能加起來,你會發現這個結果總是小於它靜止時候的能量。
  • 假設一根無窮細且無比堅韌的線,以很高的速度穿過人的身體,人會怎樣呢?
    無窮細的線就算是慢慢的穿過人體,人也不會怎麼樣,因為構成人體的原子內部絕大部分都是空的,原子核只佔了很小的一部分,而且我們每個人每時每刻都在被中微子以很高的速度穿過
  • 諾獎揭秘:每1秒鐘就會有1萬億個中微子穿過你的身體
    也正因為這樣,中微子非常神奇,它的速度非常快,不到1秒鐘,它就能穿過地球。別說地球,它甚至能穿過太陽。太陽每分每秒都在產生大量的中微子,平均每秒鐘,會有好多萬億個來自太陽的中微子穿過每個人的身體。中微子怎麼發現的既然中微子嗖一下就穿過了地球,穿過我們每個人的身體,怎麼去抓住它?抓不住它,你又怎麼證明存在中微子這種粒子?
  • 豎起大拇指,每秒就有600多億顆中微子,接近於光速從指尖穿過
    我們知道,太陽內部的工作原理是核聚變,氫元素轉化為氦元素,中間釋放出巨大的能量,其中會產生光子和中微子,上段已經講到了光子是沒法穿透地球的實際上這是根據數據計算的結果,按照太陽目前的狀態,其內部每秒誕生的中微子數量在兩百萬億億億億顆左右,這是一個非常龐大的數據,在這樣的基礎上,按照輻射規律,這龐大的中微子群會均勻的散布在一個球面上發射出去,這時我們考慮到日地平均距離為1.5億公裡,簡單的數學計算就能得出,在地球這個位置上,每平方釐米的面積,每秒穿過的中微子數量為六百多億顆。
  • 中微子為什麼會被認為超光速?
    OPERA實驗中微子超光速事件讓一束高能質子以非常接近光速的速度(由於愛因斯坦的相對論,不能達到光速)撞向其他粒子,高能量的撞擊會粉碎粒子產生一系列「碎片」。這些「碎片」中有一些是由中微子以及會衰變為中微子的不穩定粒子組成,中微子質量非常輕,比單個電子要輕數百萬倍,但還是有質量的。
  • 每一秒都有超過10萬億個中微子穿過我們的身體,這是什麼情況?
    本文參加百家號科學#了不起的基礎科學#系列徵文當我們在享受歲月靜好的時候,這個世界並不是我們眼中看到的那樣安寧,這是因為不管我們身在何處,每一秒都有超過10萬億個中微子穿過我們的身體,而我們卻絲毫感覺不到!這並不是開玩笑,而是科學家告訴我們的事實。那麼什麼是中微子?
  • 中微子能否穿過直徑一公裡的中子星?
    大家或許對中微子了解地都不太深入,不過對於它的其中一個特徵-極強的穿透力應該早有耳聞,我們的身體每時每刻都有無數中微子穿過,而我們對此一點感覺都沒有,甚至整個地球也阻擋不住中微子的穿過,由於它的極難觀測性,科學界形象地稱之為「幽靈粒子」。那麼,假如我們用物質密度極大的中子態物質,比如直徑一公裡的中子星,能否阻擋住中子星的穿透呢?
  • 每秒鐘有數萬億個中微子穿過我們的身體,為何難以捕捉到它們?
    出品:川陀太空(總字數:1615字)中微子,這是一個上個世紀末才被發現的基本粒子,從預言到發現只有20多年的時間,被認為是宇宙中的「隱身粒子」,難以捕捉到。2013年,科學家利用南極的冰立方探測器捕捉到第一個高能中微子,才確定其存在於宇宙中。2013年至今也才6年的時間,科學家在這些年內發現了中微子多種特點,且在宇宙中數量極為龐大。
  • 日本超級神岡探測器迎來升級 稀土元素助其感知遙遠古老的中微子
    這座位於地下的巨大設施,在水中添加了一種名為釓(Gadolinium,簡稱Gd)的稀土元素,使之能夠對來自遙遠古老超新星的中微子更加敏感。作為一種相當輕質的基本粒子,中微子很少與常規物質發生相互作用,因而能夠不受阻礙地穿過大多數物體。
  • 人體每秒有1000萬億個中微子穿越,宇宙中有什麼能夠阻擋它?
    如果真是這樣,很可能能量守恆定律就要改寫。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」與其他物質相互作用很弱,因此很難被發現。他開始把這種物質叫做「中子」,後來真正的中子被發現,這種粒子就被物理學家費米命名為「中微子」。
  • 科學家追蹤宇宙中微子的來源意外發現幕後BOSS是怪物黑洞!
    科學家利用費米伽馬射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-ray Space Telescope)首次發現了銀河系外高能中微子的來源。在被地球上的科學家發現之前,這個中微子幾乎以光速運行了37億年。這是科學家們所能識別的起源最遠的中微子。
  • 別了,大亞灣中微子實驗
    精度不能再提高,再運行是浪費錢和時間或許有人會問,這麼一個大科學工程,怎麼說退役就退役了呢?那麼,當初設計大亞灣中微子實驗時,研究人員沒有想到儀器設備未來可能需要提高精度嗎?難道不能通過升級改造,提升儀器設備的精度嗎?事實上,當初設計實驗裝置時,就是按照當時可能實現的最高精度來設計的。「大亞灣中微子實驗從設計到現在,已經走過了17個年頭。今天,如果讓我們再重新設計的話,我們仍然沒辦法提高精度,因為已經到了極限了。」王貽芳說。
  • 一根比原子之間隙縫還細的線段划過人體會把人切成兩半嗎?
    要看這根線小到什麼程度,如果只是一個粒子大小,這完全沒有什麼損害。在我們周圍空間,布滿了各種粒子,其中太陽弱相互作用產生的中微子無法計數。這些中微子以光速運動,穿越一切,我們人體每秒鐘都至少有10000億個中微子穿越,你感覺到了嗎?即使在黑夜,你躺在床上,太陽在地球的另一邊,中微子也毫不延滯的穿越地球,從你的身體中穿過,而你卻在做著美夢,有感覺嗎?