在150英里外的纯净水中探测到核电站的幽灵光芒

发布时间：2023-04-13 09:17:51 所属栏目：外闻来源：

导读：在加拿大安大略省，一罐最纯净的水被埋在数公里深的岩石下，当几乎检测不到的颗粒撞击其分子时，水箱闪烁着。

这是第一次用水来探测一种被称为“反中微子”的粒子，这种粒子来自150英里（240多公里）外

在加拿大安大略省，一罐最纯净的水被埋在数公里深的岩石下，当几乎检测不到的颗粒撞击其分子时，水箱闪烁着。

这是第一次用水来探测一种被称为“反中微子”的粒子，这种粒子来自150英里（240多公里）外的核反应堆。这一令人难以置信的里程碑式的突破，第一次使中微子动力系统实验和监测技术开始能够使用越来越多的廉价、容易获得和相对较安全的材料。

作为宇宙中最丰富的粒子之一，中微子是一种奇怪的东西，有很大的潜力揭示对宇宙的更深入了解。不幸的是，它们几乎没有质量，不带电荷，几乎不与其他粒子相互作用。它们多是缓慢的在空间和深海岩石中流动的,好像所有的物质看起来是肉眼可见的,它们被称为是物质的幽灵。它们存在并受到种种原因的影响。

反中微子是与中微子对应的反粒子。通常，反粒子的电荷与等效粒子的电荷相反。例如，带负电的电子的反粒子是带正电的电子。由于中微子没有电荷,所以研究者只能根据这两个物理学上的规律进行辨别,例如当正电子伴随着中微子而出现时,电子中微子与正电子一起出现。

电子反中微子会在核衰变过程中释放出来，这是一种放射性衰变，其中一个中子衰变为一个质子、一个电子和反中微子。其中一个电子反中微子可以与质子相互作用，产生一个正电子和一个中子，这种反应被称为“逆β衰变”。

装有光电倍增管的装满液体的大罐子，被用来探测这种特殊的衰变。它们被设计用来捕捉“切伦科夫”辐射的微弱光芒，切伦科夫辐射是由带电粒子以高于光速通过液体的速度产生的，类似于通过打破音障而产生的音爆。

让我们进入SNO +。它被埋在超过2公里（1.24英里）的岩石下，是世界上最深的地下实验室。这种岩石屏蔽提供了一个有效的屏障，防止宇宙射线的干扰，使科学家能够获得异常清晰的信号。

通过梳理2018年校准阶段收集的190天的数据，SNO+合作发现了反向衰变的证据。在这一过程中产生的中子被水中的氢原子核捕获，从而在2.2兆电子伏特的特定能级上产生了柔和的光华。

水切伦科夫探测器通常很难探测到低于3兆电子伏的信号，但充满水的SNO+能够检测到1.4兆电子伏。这使得检测2.2兆电子伏特信号的效率约为50%，因此研究小组认为寻找β衰变的迹象是值得的。

与此同时，SNO+正被用于帮助更好地理解中微子和反中微子。因为中微子是不可能直接测量的，所以我们对它们知之甚少。最大的问题之一是中微子和反中微子是否是完全相同的粒子。一种罕见的、从未见过的衰变可以回答这个问题。SNO+目前正在寻找这种衰变，但sno+的研究人员认为，他们还需要更多的数据来证明这一点。

（编辑：汽车网）

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