Нейтрино: загадочные частицы, которые переворачивают физику с ног на голову

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来源:安全实验室新闻频道

为什么主要国家投资数十亿美元用于中微子研究。

中微子以前被认为是普通粒子,现在已成为需要科学实验室投资数十亿美元的研究对象。这些小粒子充满了奥秘,可能会改变我们对基础物理学的理解。

故事从β衰变开始,此时重原子核自发转变,发射电子或正电子。但电子的能量不同,不符合能量守恒定律。物理学家认为存在一种吸收部分能量的隐藏粒子。这就是中微子的出现方式,中微子在意大利语中的意思是“小中性”。

首次探测到中微子花了25年。在发现三种不同类型的中微子之前,它被认为只是另一种粒子。宇宙将粒子分为三代:每一代都有其质量更大的“兄弟”。例如,电子有一个重 200 倍的 μ 子和一个重 3500 倍的 tau 粒子。三代中微子根据相互作用的类型命名为:电子中微子、μ中微子和τ中微子。

起初一切看起来都很正常,但后来发现中微子具有质量。第一个问题出现在研究太阳发射的中微子时。我们的探测器只检测到了预测数量的一半中微子,这表明中微子在到达地球的途中可能会改变它们的味道。这解释了预测值和观测值之间的差异。

实验表明,中微子以三种质量(m1、m2 和 m3)的形式存在,它们混合形成观察到的味道。这证实了中微子中存在质量。科学数据表明,所有三个中微子的质量总和不超过0.1 eV/s²,但确切的质量仍然未知。

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尽管付出了一切努力,中微子仍然无法被理解,仍然是现代科学中最有趣的谜团之一。