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中美日科學(xué)家破解“太陽(yáng)中微子丟失”之謎
12月6日下午5點(diǎn)，由中、日、美三國(guó)科學(xué)家組成的KamLAND實(shí)驗(yàn)組在各自國(guó)家同時(shí)宣布，困擾物理界多時(shí)的“太陽(yáng)中微子丟失之謎”已被破解。
中科院高能物理所王貽芳研究員等中國(guó)科學(xué)家參與了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。據(jù)介紹，中微子是一種很小的基本粒子，幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生作用，因此，中微子產(chǎn)生后攜帶的信息也就不會(huì)改變，堪稱(chēng)宇宙“活標(biāo)本”，通過(guò)探測(cè)研究宇宙深處的中微子，科學(xué)家就可獲取這些中微子產(chǎn)生當(dāng)時(shí)宇宙的信息，哪怕是在數(shù)十億年前。
中微子又是穿透力極強(qiáng)的“探針”，“它甚至能穿過(guò)地球而不發(fā)生任何改變”，當(dāng)年蘇聯(lián)人為了搞清地球地質(zhì)構(gòu)造，曾花了20多年在地球上打了一個(gè)幾萬(wàn)米深的洞，而如果有足夠大的中微子探測(cè)接收器，不用打洞，就可以通過(guò)接收地心中微子來(lái)研究地心結(jié)構(gòu)。
因?yàn)橹形⒆雍茈y探測(cè)，美國(guó)科學(xué)家雷蒙德戴維斯對(duì)太陽(yáng)中微子探測(cè)了30年，結(jié)果只發(fā)現(xiàn)了約2000個(gè)太陽(yáng)中微子，而且還不到理論計(jì)算值的一半，其他中微子跑到哪里去了，科學(xué)家百思不得其解，這就是有名的“太陽(yáng)中微子丟失之謎”。
中科院高能物理所陳和生所長(zhǎng)說(shuō)，中微子物理研究成為當(dāng)前粒子物理研究的前沿?zé)狳c(diǎn)，正是因?yàn)樵谔綔y(cè)宇宙中微子上取得重大成就，美國(guó)科學(xué)家雷蒙德戴維斯和日本科學(xué)家小柴昌俊獲得了2002年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
為揭示“太陽(yáng)中微子丟失之謎”，從1997年開(kāi)始，KamLAND實(shí)驗(yàn)組在位于日本西北神岡1000米深的礦井下，建造了一個(gè)直徑20米、高25米的探測(cè)器，內(nèi)裝1000噸液體閃爍體、600噸礦物油和3000噸水，四周分布著2000個(gè)20英寸的光電倍增管，開(kāi)始“捕捉”中微子。
從2002年2月開(kāi)始，他們對(duì)日本和韓國(guó)的20多個(gè)核電站反應(yīng)堆產(chǎn)生的中微子進(jìn)行了為期145天的探測(cè)，共發(fā)現(xiàn)了54個(gè)中微子，占理論計(jì)算值的60%，大約有40%消失了。
實(shí)驗(yàn)組發(fā)現(xiàn)，消失的中微子變成了新的中微子，由于新的中微子能量很低，現(xiàn)在的探測(cè)儀還無(wú)法探測(cè)�？茖W(xué)家們認(rèn)為，在反應(yīng)堆中發(fā)現(xiàn)的中微子消失與太陽(yáng)中微子消失的特性相同，太陽(yáng)丟失的中微子也和反應(yīng)堆中的中微子一樣，變成了另外我們還無(wú)法探測(cè)的中微子，至此“太陽(yáng)中微子丟失之謎”被破解。
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