中微子--选修课件.pptVIP

中微子 Neutrino 简介 中微子（意大利语：Neutrino，其字面上的意义为“微小的电中性粒子”，又译作微中子），是轻子的一种，其自旋量子数为?，符号为希腊字母 v。 关于中微子 中微子有三种：电中微子、μ中微子和τ中微子，分别对应于相应的轻子：电子、μ子和τ子。 所有中微子都不带电荷，不参与电磁相互作用和强相互作用，但参与弱相互作用。 中微子没有通常意义上的反粒子 有实验表明，中微子确实有微小但并不为零的质量。 历史 1930年，奥地利物理学家泡利提出存在中微子的假设。 1956年，柯温（C.L.Cowan）和弗雷德里克·莱因斯利用核反应堆产物的β衰变产生反中微子，观测到了中微子诱发的反应： Ve+p→n+e+ 这是第一次从实验上得到中微子存在的证据。 历史 1968年，美国物理学家雷蒙德·戴维斯等人在美国南达科他州的Homestake地下金矿中建造了一个大型中微子探测器，探测发现，来自太阳的中微子比理论预言减少了1/3，这就是太阳中微子问题。 1998年6月5日，日本超级神冈探测器的科学家们宣布找到了中微子振荡的证据，即中微子在不同“味”之间发生了转换（电中微子和μ中微子间变换），这现象只在中微子的静止质量不为零时才会发生。然而这个实验只能测出不同“味”的中微子质量之差，尚不能测得其绝对质量。 关于中微子震荡 历史 1982年，日本科学家小柴昌俊在一个深达1000米的废弃砷矿中领导建造了神冈探测器，最初目标是探测质子衰变，也可以利用中微子在水中产生的切连科夫辐射来探测中微子。 1987年2月，在银河系的邻近星系大麦哲伦云中发生了超新星1987A的爆发。日本的神冈探测器和美国的Homestake探测器几乎同时接收到了来自超新星1987A的19个中微子，这是人类首次探测到来自太阳系以外的中微子，在中微子天文学的历史上具有划时代的意义。 历史 20世纪90年代，神冈探测器经过改造，名为超级神冈探测器，容量扩大了十倍。1998年，超级神冈探测器首次发现了中微子振荡的确切证据，表明三种中微子是可以互相转换的，为解决太阳中微子问题指明了道路。 2001年，加拿大的萨德伯里中微子天文台发表了测量结果，探测到了太阳发出的全部三种中微子，证实了太阳中微子在达到地球途中发生了相互转换，三种中微子的总流量与标准太阳模型的预言相符合，基本上有解释了太阳中微子失落的部份。 2002年，雷蒙德·戴维斯和小柴昌俊因在中微子天文学的开创性贡献而获得诺贝尔物理学奖。 性质 粒子间的各种弱相互作用会产生中微子，而弱相互作用速度缓慢正是造就了恒星体内“质子-质子”反应的主要障碍，这也解释了为什么中微子能轻易的穿过普通物质而不发生反应。太阳体内有弱相互作用参与的核反应每秒会产生10的38次方个中微子，畅通无阻的从太阳流向太空。每秒钟会有1000万亿个来自太阳的中微子穿过每个人的身体，甚至在夜晚，太阳位于地球另一边时也一样。 最近发现 2011年9月，位于意大利格兰萨索国家实验室?(LNGS) 的?OPERA实验宣布观测结果，并刊登于英国《自然》杂志。研究人员发现，中微子的移动速度比光速还快 。 1970年11月13日，中微子首先在氢气泡室中被观测。一个中微子撞击氢原子中的一个质子。这撞击发生于照片右方，在三条轨道散发出来之点。 最近 美国正在南极洲冰层中建造一个立方公里大的中微子天文望远镜——冰立方。法国、意大利、俄罗斯也分别在地中海和贝加尔湖中建造中微子天文望远镜。KamLAND观测到了来自地心的中微子，可以用来研究地球构造。 1 * * 中微子振荡尚未完全研究清楚，它不仅在微观世界最基本的规律中起着重要作用，而且与宇宙的起源与演化有关，例如宇宙中物质与反物质的不对称很有可能是由中微子造成。