中微子是什么?

中微子到底是什么?
12月3日2019

PARTICLE-PHYSICS-CARTOON

计算机生成的原子图像

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问题

中微子是什么?

回答

弗兰回答了这个问题……

弗兰:嗯,这是个好问题。中微子是一种非常非常轻的粒子。它是标准模型中的一种粒子,这意味着我们非常确定它存在。它是在放射性衰变中产生的,每秒钟大约有100万亿个中微子穿过你的身体。但是因为它们的相互作用很弱,它们会直接穿过你而你不会注意到它们。为了探测少量的中微子,我们必须建造巨大且非常非常灵敏的探测器;但它们实际上就在我们身边,它们来自太阳,来自核反应堆,它们是在早期宇宙中产生的……所以它们无处不在。

克里斯-所以它们实际上是原子的一部分,还是只有在发生放射性事件时才会产生——比如原子衰变,然后粒子就会离开——如果是后者,它们的最终命运是什么?

弗兰:就像你说的,它们只在放射性衰变中产生。当它们由原子产生时,它们就会呼啸而去。它们并没有真正的终极命运。它们永远在宇宙中流动。

克里斯:这是否意味着它们的数量在理论上会无限期地增加?

弗兰:是的,但是空间在膨胀。所以产生了越来越多,但它们也被空间的扩张稀释了。

克里斯-但是中微子的数量一直在增加,通过放射性衰变?它们不会变成其他任何东西,一旦它们变成中微子,它们就无能为力了?

弗兰:它们偶尔会在一个与放射性衰变相反的过程中变成其他东西。我不太清楚这两种影响是如何平衡的。我的猜测是,每当放射性衰变发生时,一些衰变总会产生中微子,而中微子一旦存在,它就很少与任何东西相互作用。所以我的猜测是中微子的总数一直在增加。但我得去检查一下才能确定。

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