中微子真的存在吗?与其他物质有相互作用吗?μ子呢?雷恩和柯万发现的第四基本粒子真的存在吗?与其他物质有相互作用吗?基本粒子μ子呢?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/22 18:44:08
中微子真的存在吗?与其他物质有相互作用吗?μ子呢?雷恩和柯万发现的第四基本粒子真的存在吗?与其他物质有相互作用吗?基本粒子μ子呢?
中微子真的存在吗?与其他物质有相互作用吗?μ子呢?
雷恩和柯万发现的第四基本粒子真的存在吗?与其他物质有相互作用吗?基本粒子μ子呢?
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中微子又译作微中子,是轻子的一种,是组成自然界的最基本的粒子之一,常用符号ν表示.中微子不带电,自旋为1/2,质量非常轻（小于电子的百万分之一）,以接近光速运动.
美国费米国家实验室7月21日宣布,该实验室中来自美国、日本、希腊和韩国的科学家经过3 年的合作研究,首次发现了表明t子中微子存在的直接证据.至此.粒子物理学标准模型中 的12种基本粒子已全部被直接探测到.
参加这一研究的美国加利福尼亚大学物理学家菲利普·雅格尔说,发现t子中微子存在的直 接证据具有重要意义,它使得科学家对物质基本粒子有了完整的认识.
按照粒子物理学标准模型,物质由12种基本粒子构成,它们包括6种夸克和6种轻子.夸克包 括下、上、奇异、粲、底、顶6种,轻子则包括电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、t子和t子中微子.此前,科学家通过实验陆续探测到了除子中微子外的其他11种基本粒子 ,但却一直没有发现t子中微子存在的直接证据.
1978年,美国期坦福大学物理学家马丁·佩尔从理论上证明了t子中微子的存在,但由于t子中微子不带电,又几乎不与周围物质相互作用,科学家很难直接探测到它.
1994年,雅格尔指导的一名学生——加利福尼亚大学研究生维多里奥·保罗内和费米实验室 的物理学家布雷南·伦德博格提出了“t子中微子直接观测器”的构想,这一想法得到费米 国家实验室的支持.直接观测器于1996年建造完成.从1997年开始、美、日、希、韩的54名 科学家用它探测t子中微子.
科学家的具体操作过程是,用粒子加速器制造一股可能含有t子中微子的中微子束,然后让 中微子束穿过“t子中微子直接观测器”内一个约1米长的铁板靶.这一铁板靶被两层感光 乳剂夹着,感光乳剂类似于胶卷,能够“记录”粒子与铁原子核的相互作用.物理学家用3 年时间从靶上的600多万个粒子轨迹中鉴定出了4个表明轻子存在和衰变的痕迹,而t轻子 是表明t子中微子存在的关键线索.据科学家计算,几十万亿个t子中微子中才能有1个与 靶中的铁原子核相互作用并生成1个t轻子,因而此次鉴定出t轻子存在及衰变的痕迹就是 直接证明了t子中微子的存在.
因发现t轻了而获1995年诺贝尔物理学奖的马丁·佩尔说,证实t子中微子的存在具有里程 碑的意义.佩尔指出,费米实验室的研究开辟了一个全新的世界,科学家将有机会获得更多 关于其他粒子的认识.
科学家同时表示,找到t子中微子存在的证据并不意味着中微子物理学篇章的完成.研究人员正在探索中微子是否有质量,其结构就有可能影响粒子物理学的标准模型,并使人们对宇宙演化、构成等有更深的认识.