什么是幽灵粒子?它的作用有多大?

涛哥搞笑分享


我们所生活的宇宙可谓是无奇不有,就说你正在看这篇文章的同时,有许多的太阳中微子正在穿越你的身体,当然还有远比它们运动速度慢的暗物质粒子也在穿过你的身体。但是,你根本感觉不到它们的存在。在人类探索科学的路径上,这些看不到,摸不到的物质粒子一直困扰着科学家们,对于他们的研究也大幅度提升科学的发展路径。

今天,我们就来聊一聊,科学史上几乎是最难找到的粒子:中微子。它的存在差点就倾覆了整个物理学大厦。

“不遵守能量守恒定律”的幽灵粒子

如今科学家主流的科学观念认为现代向科学起源于古希腊时代,如今现代科学的两大支柱一个是形式逻辑体系,一个是通过系统的实验方式寻找因果关系。前者产生于古希腊时代,蕴藏在欧几里得的著作《几何原本》当中,后者则是从文艺复兴时期逐渐建立起来的。

也就是从文艺复兴开始,在科学这门学科当中,“测量”成为科学研究的最基本要点。我们在研究任何对象时,都需要定义物理量,而这个定义就需要能够通过实验手段来进行测量。

但是这件事在当时刚提出来时,其实都还好,一切都能发展得比较顺利。不过,到了近代,就不是那么回事了。科学家开始在更大的尺度和更小的尺度上进行探索,结果他们发现小尺度上遭遇滑铁卢。

首先,他们发现一个问题,那就是微观世界好像并不遵守能量守恒定律。为什么这么说呢?

但是科学家在研究β衰变时,就发现反应前后出现了能量不守恒的情况,但电荷却是守恒的。

这个让当时的大神级物理学家波尔很恼火,波尔和爱因斯坦关于量子力学争论多次,都站了上风。却因为这个原因,波尔甚至想要放弃能量守恒定律。

后来,另外一个大神级的物理学家泡利,这人可是牛起来能把爱因斯坦批评得下不来台的人,他就坚持认为,能量守恒定律是正确,β衰变过程中,肯定还存在一种小质量的中性粒子将亏损的能量带走。

一直到1950年代,科学家终于间接地证明了这个粒子的存在。这个粒子如今被我们称为中微子。但我们要知道的是,1950年代也只是初步确定了中微子可能存在。

在接下来50年的时间里,科学家又与中微子缠斗了许久,还曾多次被这个粒子耍得团团转转,最终才在2000年左右,把中微子的大致情况确定了下来。即便是到了现在,中微子的质量对我们而言都还是迷一样的存在。因此,它真的是不折不扣的

幽灵粒子。那你可能要问了,为什么中微子如此鬼魅?

中微子为何如此鬼魅?

其实中微子鬼魅的原因一共有三个,分别是不参与电磁相互作用,质量极其小,中微子振荡。我们来一项一项地聊一聊。

  • 不参与电磁相互作用

在我们的宇宙中,存在着四种作用,分别是:强相互作用力、弱相互作用力、电磁相互作用、引力相互作用。其中强相互作用和弱相互作用是在原子的层面上进行的。因此,在我们日常生活当中主要接触到的是引力相互作用和电磁相互作用。

我们都很熟悉引力相互作用,这个作用是指两个物体之间的吸引力。而在生活中,除了引力之外,剩余的就都是电磁相互作用了。我们能看到东西,摸到东西,本质上都是电磁相互作用导致。比如,你能看到一本书,实际上是光线照到了书,书反射光到你的眼睛当中,和眼睛的细胞发生相互作用,最终通过神经系统将图象传递到大脑当中。这个整个过程都是依靠电磁相互作用力来完成的。

而中微子是不参与到电磁相互作用的,只有极小的概率发生弱相互作用。因此,在它传播过程当中,只有极其低的概率与路径上的物质发生作用。据科学家推算,中微子在宇宙中传播1光年的距离,只有50%的概率和这个路径上的物质发生弱相互作用。也正是因为中微子的这个属性,使得它的穿透性极其强,就如同上文中提到的,太阳中微子一直在穿越我们的身体,据统计,仅仅我们的手指,每秒钟就是上亿个中微子穿过。

  • 质量小

除了穿透力强,中微子还超级轻。我们知道,电子已经几乎是我们能看到的质量最小的粒子了,但中微子要远比电子要小得多的多,以至于如今我们根本还没有办法确定它的质量到底有多小。

  • 中微子振荡

中微子鬼魅的地方还不仅如此,它还非常善于掩饰自己。科学家在研究它的过程中,就发现观测到的中微子数量总是理论值的1/3,后来,科学家又花了10多年的时间,才搞清楚,原来中微子是会变身的。在世界上一共存在着三种中微子。

而这三种中微子在传播过程中会相互转化,因此,我们观测到的总是只有理论值1/3的中微子。

基于这三个特点,使得我们捕捉中微子变得十分困难。


钟铭聊科学


看了几个小伙伴的回答,认为灵魂粒子就是灵魂,我觉得有点太唯心论了。在这里个大家科普一下什么是灵魂粒子,不然你就说那是灵魂,岂不是让人家笑话。

一.灵魂粒子是怎么回事

所谓灵魂粒子,实际上就是中微子。那么为什么叫它“灵魂粒子”呢?原来,中微子不带电,自旋为1/2,以接近光速运动,质量非常轻,质量小于电子的百万分之一。于2011年九月作为已发现可能超光速的粒子,像幽灵一样的存在,科学家们就以“幽灵粒子”来描述它。

这种粒子个头小,不带电,可自由穿过地球,几乎不与任何物质发生作用,号称宇宙间的“隐身人”就像幽灵一样。

二.奇怪的现象

什么奇怪的现象让科学家们大惑不解呢?

我们知道,原子基本组成之一的中子。中子在衰变成质子和电子时,能量会出现亏损。物理学上著名的哥本哈根学派鼻祖尼尔斯·玻尔据此认为,衰变过程中能量守恒定律失效。1931年春,国际核物理会议在罗马召开,当时世界最顶尖的核物理学家汇聚一堂,其中有海森堡、泡利、居里夫人等。

泡利在会上提出衰变过程中能量守恒定律仍然是正确的,能量亏损的原因是因为中子作为一种大质量的中性粒子在衰变过程中变成了质子、电子和一种质量小的中性粒子,正是这种小质量粒子将能量带走了。泡利预言的这个窃走能量的“小偷”就是中微子。

中微子已被发现,就被人类确认,“它”就是偷走能量的“小偷”,这在整个屋里界就炸开了锅,科学家们想尽一切办法来抓这个“小偷”

三.终于发现“小偷”----它就是中微子

1931年,奥地利物理学家泡利说偷走能量的是一种尚未认识的粒子,大物理学家费米十分赞同泡利的观点,并且根据这个粒子是中性的微小粒子,给这个粒子命名为中微子。

原来,中微子是中性粒子,不带电,不参与电磁作用,它就像一个幽灵在飘荡,很难捕捉。但是科学家没有放弃,经过25年的努力,神秘的中微子终于露面了。


那还是1956年的事,美国科学家柯文和莱因斯宣布,他们捕捉到了中微子。十几年之后,科学家们捕捉到从宇宙空间射来的中微子。但是,中微子的运动速度极快,接近光速,科学家仍然没有看清它的真面目。

科学家们根据杨振宁,李政道的理论进行分析得出中微子的质量是0,因为没有质量,中微子才能以光速进行运动,甚至超过光速。

四.科学家们有了新的发现,“幽灵粒子”又被关注

最近,一组日本和美国的物理学家,经过两年深入日本地下一个旧矿井进行研究,发现中微子有质量,能够振动。科学家说,根据物理学理论,任何会振动的东西都有质量,由此推断,中微子一定是有质量的。

五.中微子的作用

其中可能的应用之一就是中微子通讯。由于地球是球面,加上表面建筑物、地形的遮挡,电磁波长距离传送要通过通讯卫星和地面站。而中微子可以直透地球,它在穿过地球时损耗很小,用高能加速器产生10亿电子伏特的中微子穿过地球时只衰减千分之一,因此从南美洲可以使用中微子束穿过地球直接传至北京。将中微子束加以调制,就可以使其包含有用信息,在地球上任意两点进行通讯联系,无需昂贵而复杂的卫星或微波站。应用之二是中微子地球断层扫描,即地层CT。中微子与物质相互作用截面随中微子能量的提高而增加,用高能加速器产生能量为一万亿电子伏以上的中微子束定向照射地层,与地层物质作用可以产生局部小“地震”,类似于地震法勘探,可对深层地层也进行勘探,将地层一层一层地扫描。

中微子给人们带来了太多的猜想,一会质量为0,一会又推测有质量,这个“小偷”本领不小,弄得科学家们到目前为止也没有个定论,中微子就像“幽灵”一般,在科学家的脑海中挥之不去。


任哥论道


瞎呗!为显摆杜撰的名词!幽灵是只中阴身(刚死,不过七天,人的灵魂还没去投胎)粒子就生搬硬造!借了现代物理学的名词(粒子),两者不是一码事!!!自欺欺人的把戏!!!


寻道底呢


幽灵粒子,也属于灵魂的粒子,一个生物体的灵魂,就是一个物体的电磁场,就是同人类用的电脑一样,电脑是要有诸多的元件,人的灵魂也是由诸多的身体素质,如果这些因素停止运行,人体就是死亡,灵魂也随之消失,所以说幽灵也随之消亡。


绍明6481


幽灵粒子是自然界一种基本粒子之一,可自由穿越地球,常用符号v表示,幽灵粒也可以叫中微子,个头小,不带电,几乎不和任何物质质发生作用,号称宇宙的隐身人。


蓝月亮192596508


你问的好像是灵魂的事吧?我的回答是。人死之后,灵魂是肯定存在的,不要问为什么。


用户99261079620


我的研究证明,那是根本不存在的。是对生命本质真理的无知的表现。


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