多年来,一个国际研究团队一直躲在意大利中部的一座深山底下,198彩除了有时时彩,分分彩,11选5
时时彩定位胆技巧,江苏快三,还有新上线的瑞士分分彩,只有你想的到的我们都有。,不知疲倦地从已知宇宙中最冷的立方米中收集最敏感的测量数据。科学家们正在寻找证据,证明被称为中微子的幽灵粒子与它们自己的反物质粒子是无法区分的。如果被证实,这一发现将解开困扰物理学家们数十年的宇宙之谜:物质究竟为什么存在?
他们早就知道,物质有一个被称为反物质的邪恶孪生兄弟。对于宇宙中的每一个基本粒子来说,都存在着一种反粒子,它与它的同胞粒子几乎完全相同,质量相同,但电荷相反。当粒子和反粒子面对面相遇时,它们会相互湮灭,产生纯净的能量。
弗吉尼亚理工大学的物理学教授Thomas O'Donnell在接受Live Science采访时表示:“我们在物质和反物质之间有着明显的完全对称性。”“每次你制造一件物质,你也制造了一件平衡的反物质,而每次你摧毁一件物质,你必须摧毁一件反物质。如果这是真的,你不可能拥有更多的一种类型比另一种。”
这种对称性与我们目前对宇宙起源的理解是不一致的。根据大爆炸理论,当宇宙在138亿年前从一个无限小的奇点膨胀时,人们相信有等量的物质和反物质存在。然而,今天当天文学家观察宇宙时,宇宙几乎完全是由物质组成的,而它邪恶的孪生兄弟却一个也没有。更麻烦的是,如果《生活大爆炸》是正确的,那么我们——是的,人类——今天就不应该在这里。
“如果物质和反物质完全遵循这种对称性,那么随着宇宙的进化,所有的物质和反物质都将湮灭成光子,恒星、行星甚至人类细胞都将没有任何物质。我们将不复存在!”O’donnell说。“接下来的大问题是:‘在宇宙进化的某个时候,这个核算体系崩溃了吗?’”
这个问题就是奥唐纳和他的同事们想要回答的。在过去的两年里,他们的团队收集并分析了来自意大利格兰萨索国家实验室的CUORE(低温地下观测罕见事件)实验的数据,寻找能解开宇宙之谜的确凿证据。
小的中性的
在格兰萨索实验室进行CUORE实验的探测器被安装在一个专门建造的洁净室里,以保护它们免受自然发生的放射性物质的伤害。(图片来源:德国核能研究所)
CUORE在意大利语中是“心”的意思,它正在寻找证据,证明被称为中微子的难以捉摸的亚原子粒子是它们自己的反粒子,物理学家称之为马略阿纳粒子。中微子像幽灵一样穿过大多数物质,极难被探测到。事实上,根据美国国家航空航天局的说法,每秒钟有数万亿个中微子从炽热的太阳核炉中发出,穿过我们的身体。
CUORE实验寻找的是马约阿纳中微子相互湮灭的特征,这一过程被称为无中微子双衰变。在普通的双衰变中,198
198彩注册彩注册正规网址是什,原子核内的两个中子同时蜕变成两个质子,释放出一对电子和反中微子。这一核事件虽然极为罕见,每100百亿亿年(10的20次方)才发生一次,但在现实生活中已被观察到。
然而,如果研究人员是正确的,而且中微子是真正的马略阿纳粒子(它们是自己的反粒子),那么在衰变过程中产生的两个反中微子就会相互湮灭,产生一个没有中微子的双贝塔衰变。结果呢?只有电子,它们是“普通物质”。如果这一过程被证明是正确的,那么它可能就是在早期宇宙中播撒普通物质的原因。然而,观察这一过程则是另一回事。科学家们估计,无中微子双衰变(如果它存在的话)可能每十七亿亿年才发生一次(10^25)。
“无中微子模式是我们真正想看到的,它将打破规则,在没有反物质的情况下创造物质,”奥唐纳说,他是CUORE合作项目的成员之一。“这将是真正解决物质-反物质不对称的第一个线索。”
CUORE探测器从碲原子放射性衰变过程中产生的电子中寻找能量信号,以热的形式。无中子的双衰变将在电子能谱中留下一个独特的、可区分的峰。
“从本质上说,CUORE是世界上最灵敏的温度计之一,”CUORE合作项目的技术协调员卡洛·布奇(Carlo Bucci)在一份声明中说。
经过十多年的组装,CUORE仪器是已知宇宙中最冷的立方米。它由988块由二氧化碲制成的立方晶体组成,冷却至10开尔文,即零下460华氏度(零下273摄氏度),只比物理学允许的最低温度高一点点。为了保护实验不受外部粒子(如宇宙射线)的干扰,探测器被包裹在一层厚厚的高纯度铅层中,这层铅是从一艘2000年历史的罗马沉船中回收的。
尽管该团队取得了技术上的成就,但发现无中微子事件并不是一件容易的事。自2017年得出初步结果以来,研究人员收集的数据增加了三倍多,这是迄今为止粒子探测器收集的最大数据集。他们的最新结果发表在预印本数据库arXiv上,表明他们没有发现无中子双beta衰变的证据。
这次合作仍然决心要找到这种难以捉摸的双代理粒子。他们的研究结果对马约阿纳中微子的预期质量做出了更严格的限定,他们认为该中微子至少比电子轻500万倍。该团队计划在最初的五年运行后对CUORE进行升级,引入一种新型的晶体,他们希望这种晶体将极大地提高其灵敏度。
“如果历史是对未来的一个很好的预测,那么我们可以相当肯定地说,突破探测技术的极限将使我们能够以不断增长的深度来仔细检查中微子,”O’donnell说。“希望我们能发现无中子的双beta衰变,198彩票开户正规
198彩注册网址网址请认准中国唯一官网www.lafeiyule02.com,或者一些更奇特、更意想不到的东西。”