最近我国捕捉到幽灵粒子的消息燃爆全网,可你知道幽灵粒子到底是什么吗?真的是宇宙中的幽灵吗?这个世界按照我们的感知力,被我们分为宏观宇宙和微观宇宙。我们的眼睛只能看到尺寸大于0.1毫米以上的物体,光学显微仪器最小只能看到亚原子以上的尺寸,大于这个尺寸的世界被我们定义为现实世界,符合宏观宇宙的规则。想要看到更小的尺寸则需要电子隧道显微镜,而这种显微镜已经脱离了光学成像原理,使用的是量子隧穿效应。
所以,在亚原子尺度之下的一切均被归类于微观宇宙的范畴,符合的是量子力学的规则。量子的含义是人类定义的最小物理量,是组成这个世界的基本要素,可以说现实世界就是由每一个微小的量子堆砌而成,且都与宏观世界发生着明显的互动。我们很早就知道中微子的存在,这是因为我们知道一个电子和一个质子可以发生电荷中和,变成一个中子。但我们发现电子和质子的总质量高于中子,并且在变成中子的同时会释放一部分质量,这部分质量就是中微子。中微子在宇宙中大量存在,却很难找到它的踪迹,犹如幽灵一样明明就在眼前,可始终无法捕获。原因相当有意思,中微子太小了,且不与其他物质发生互动。
微观粒子之间的排列并非我们想象的那样密集。在原子内,质子比原子小10万倍,电子又比质子小1840倍,而中微子比电子还要小100万倍。假设每一种粒子都能进行光学成像,那么将物质放大300万倍就能看到原子,可要看到中微子,则需要放大几百万亿倍。原子内的空间对于中微子来说相当庞大。太阳中心的核聚变反应中,每秒会产生10的38次方个中微子,每秒钟穿过眼睛的中微子数量超过几十亿计,每秒穿过人体的中微子达到1000万亿个。中微子无处不在,不带电荷,质量极小,不受四种基本力的支配和干扰。中微子以亚光速在宇宙中到处穿梭,大概100亿个中微子里只有一个会撞上物质并发生反应。这就意味着中微子对人体无害,就算超新星爆发释放出的巨量中微子排着队穿过人体,我们也不会有任何感觉。中微子就像幽灵一样,明明知道它的存在,也明明知道到处都是中微子,可就是找不到它的踪迹。
捕获中微子的设备需要安置在地下几百米,因为这样可以将宇宙射线带来的干扰降低10万倍。捕获到中微子后,还必须将中微子的信号放大1000万倍,否则我们的仪器不会有任何反应,中微子能够穿透除黑洞以外的任何天体,也就意味着,中微子在宇宙空间中传播几乎不会受到任何阻挡和干扰。如果能够使用中微子通讯,连卫星都得下岗,因为中微子信号可以直接穿透地球,还几乎不会有信息损失。如果完全掌握中微子通讯技术,我们也将有很大概率接收到地外文明的中微子信号,这或许也是高级文明的基本通讯方式,用来过滤低级文明的门槛。中微子也是宇宙诞生时最早出现的微观粒子,由于中微子独来独往的特性,这些中微子上应该还保存着宇宙诞生的原始数据,如果我们找到了分割中微子或者解读中微子的方法,说不定就会揭开宇宙起源的秘密。
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