宇宙质量的难题可能获解 科学家发现中微子的亚原子粒子支配基本自然力

美国科学家最近在对中微子的测量研究中发现,中微子的亚原子粒子支配着基本自然力,从而解决了什么是宇宙质量这个最难回答的问题.中微子是在原子核衰变中产生的一种物质,其运动速度与光速接近.但由于它不带电荷,因此,中微子是否有质量一直是科学家争论的重大课题.美国芝加哥大学和洛斯阿拉莫斯国立试验室的科学家最近利用芝加哥大学保存了33年的纯铀盐样品进行实     

世界七大极端实验室

<正>南极"冰立方中微子观测站"南极洲的环境具有极端和独特的双重特性,多个国家都在南极建立了科考站。为了捕捉来自遥远天体的暗物质粒子,美国等国家的科学家在南极厚厚的冰层下,建设了一个用来捕获宇宙粒子的"冰立方中微子观测站"。中微子是组成自然界的最基本的粒子之一,质量非常轻,以接近光速的速度运动,由于不带电荷,所以它们在飞行时不会受磁场     

谈中微子的由来及魅力

中微子这种看不见,摸不着的粒子,自从1930年泡利首先提出的概念以来,全世界的实验高能粒子物理学领域的科学家们都在苦苦地追寻它.例如荣获1995诺贝尔物理学奖的美国物理学家弗雷德里克·莱因斯,自1953年起,为了检测到中微子,他和他的同事们进行了三十多年的各种高难度的实验,以探测与中微子有关的效应.最终检测了中微子.为什么中微子有那么大的魅力吸引着科学家们呢.下面就中微子的魅力谈谈个人的看法.     

海底天文台

宇宙空间有一种奇特的基本粒子叫中微子。科学家从发现它的存在到真正找到它,整整花了30年的时间。中微子是一种不带电的中性粒子,它的质量要比电子小得多,却具有极大的穿透力,可以穿透任何物质,可以从地球的这一头穿到另一头。几乎所有的天文学家都十分看重这小小的中微子,那是因为它携带着来自宇宙天体的信息。可是,我们要在太空中或是地球表面的大气层中捕获它真是太难了。于是,科学工作者根据中微子的特点,将搜寻、观测中微子的装置移到了地底下和海底,利用地表的岩石和海水来阻隔来自宇宙的其他粒子,从而密切注视中微子,并设法捕获它。…     

大学物理教材关于微观粒子的不足与改进

随着科学技术水平的不断发展,人类对微观世界的认识也在不断更新发展.而大学教材关于这方面的知识点,却没有得到更新,还保留在几十年前的水平.本文就如何改进这方面的知识和教学谈一点粗浅的看法.一、中微子简介1.中微子的发现1930年,奥地利物理学家泡利提出了一个假说,认为在β衰变过程中,除了电子之外,同时还有一种静止质量为零、电中性、与光子有所不同的新粒子放射出去,带走了另一部分能量,因此出现了能量亏损.这种粒子与物质的相互作用极弱,以至于用仪器也很难探测得到.未知粒子、电子和反冲核的能量总和是一个确定值,能量守恒仍然成立,只是这种未知粒子与电子之间能量分配比例可以变化而已.     

科学家发现τ中微子存在的直接证据

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τ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。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 (下夸克、上夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克 )和６种轻子 (电子、电子中微子、μ 子、μ中微子、τ子和τ中微子 )。此前 ,科学家通过实验陆续探测到了除τ子中微子外的其他１１种基本粒子 ,但却一直没有发现τ子中微子存在的直接证据。科学家的…     

探测中微子三步曲

1995年10月11日,瑞典皇家科学院宣布,美国加州大学的弗里德里克·莱因斯(F.Reines)因在50年代中期领导一实验小组,捕获到由泡利(W.Pauli)假设并认为“可能永远也探测不到”的粒子——中微子.而与美国斯坦福大学的马丁.佩尔(M.L.Perl)(因发现τ轻子)一起获得了1995年度的诺贝尔物理奖.中微子的发现,起源于人们对β衰变的研究.1930年12月4日,泡利为解决β衰变中的连续谱问题,假设在β衰变中,除了放射电子以外,还伴随着放射一种还不为人知的中性粒子(后由费米(E.Fermi)命名为中微子).随后,费米根据这一假设,建立了著名的β衰变理论.在β衰变中引入中微子,不仅可以解决能量守恒问题,也使动量和角动量得以保持守恒.一种粒子的引入,解决了三大守恒定律的困境,谁不为之动心呢?然而,如何切实地捕捉到中微子呢?却长久地困惑着人们!     

质量守恒定律探究实验的改进

初中(化学)(课标版)上册第5单元课题1--"质量守恒定律"是中考重点考点之一.此课题的教学目的是:通过实验测定,使学生理解质量守恒定律:初步培养学生应用实验方法来培养学生定量研究问题和分析问题的能力;培养学生由感性到理性、由个别到一般的认识方法;重点是对质量守恒定律含义的理解和运用.     

寻找τ子中微子

按照粒子物理学标准模型,物质是由12种基本粒子构成的,包括6种夸克和6种轻子。其中轻子包括电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子中微子,当一些轻子发生衰变后会变成别的基本粒子———夸克和中微子。到上个世纪末,科学家们通过各种实验,陆续找到了其中11种基本粒子,但却一直没有发现τ子中微子存在的直接证据。由于τ轻子在放射性物质中发生衰变时不带电,运动中几乎不留下痕迹,又几乎不与周围物质相互作用,所以很难探测到它们。1994年,费米实验室的物理学家布雷南·伦德博格与加州大学的另一位研究人员提出了“τ子中微子直接探…     

中微子具有质量的新证据

中微子具有质量的新证据由恒星内部核聚变产生和大爆炸所遗留下来的中微子在宇宙中既丰富又难以探测。通常认为没有质量的这些难捉摸的亚原子粒子几乎不与其他形式的物质相互作用。１９９５年,洛斯阿拉莫斯国家实验室使用液体闪烁器中微子探测器的研究人员报告的试验数据...     

中微子与泡利

在众多的亚原子粒子家族中,中微子是最令人捉摸不定的基本态粒子。它们虽然只参与弱相互作用,但它们似乎具有许多独特的性质,它们与粒子物理和天体物理的基本理论有着广泛的和至关重要的联系。泡利是第一个预言中微子存在的理论物理学家,他有着和中微子一样的迷,既琢磨不透,又魅力无穷。     

“幽灵粒子”:超越粒子物理标准模型

<正>1930年,奥地利物理学家泡利预言,宇宙中可能存在一种"永远找不到"的粒子。它呈电中性,且质量很小,运动速度接近光速,泡利将它命名为"中微子"。从预言开始,中微子就蒙着一层神秘的面纱,科学家将这种几乎不与其他物质发生相互作用的粒子戏称为"幽灵粒子"。中微子的"任性"和"高冷"引起不少科学家的极大兴趣,他们将其视为物质世界的"bug",或许通过它能够探寻尚未揭开的自然之谜。     

中微子介绍

2012年3月8日,以中国为主导的大亚湾中微子实验国际合作组对外宣布,发现新的中微子振荡(θ13),并测量到其振荡几率sin22θ13为0.092.这一重要成果是对物质世界基本规律的一项新的认识,或有助于破解"反物质之谜".鉴于这一结果将对中微子物理未来的发展起决定性作用,大量中外媒体对此事件进行了报道和评论.中微子是近年来物理研究的一个热点.近20多年来,世界上有6     

指点中子和中微子的高人——王淦昌

中子和中微子的发现在近代物理史上是划时代和里程碑式的两件大事。而在这后面有一位中国物理大师王淦昌，是他在“乱花渐欲迷人眼”的重雾中独具慧眼，一语道破天机，给苦苦探索中的人们指明了方向，最终顺利地到了粒子世界中两朵耀眼的奇葩。本就详尽地介绍了发现中子和中微子的艰难历程及王淦昌在粒子和核能领域作出的卓绝贡献。     

中小学教育科研成果表述形式中常见问题探析

课题研究报告是课题研究成果的主要表述形式之一.研究报告的质量直接影响着课题研究成果的鉴定验收.因此,分析、认识中小学教育科研成果表述中常见问题对提高其质量是有价值的.     

与2002年诺贝尔物理学奖相关的综合题

瑞典皇家科学院 2 0 0 2年 1 0月 8日宣布 ,将 2 0 0 2年诺贝尔物理学奖授予美国科学家戴维斯、贾科尼和日本科学家小柴昌俊 ,以表彰他们在天体物理学领域的贡献 .该奖表彰了两项成果 ,一项是在探测宇宙中微子方面取得的成就 ,另一项是发现了宇宙Ｘ射线源 ,这两方面的成就导致了中微子天文学、Ｘ射线天文学的诞生 .结合以上材料回答下列问题 :1 .太阳是一个巨大的中微子源 ,太阳内部进行着剧烈的轻核聚变 ,每4个氢核结合成 1个氦核 ,放出两个正电子和两个中微子 (ν) ,写出上述核反应方程式 .2 .读下表 :太阳中微子的能谱和流量源反应简称 …     

为大亚湾实验室新中微子振荡建造刻度系统

今年3月8日大亚湾中微子实验国际合作组发言人、中科院高能物理研究所所长王贻芳在北京宣布,大亚湾中微子实验发现了一种新的中微子振荡(图1),并测量到其振荡几率(图2)。该发现被认为是对物质世界基本规律的一项新的认识,     

物理学11大困扰

问题 1 :什么是暗物质 ?我们能找到的普通物质仅占整个宇宙的 4 .各种测算方法都证实 ,宇宙的大部分是不可见的 .要说宇宙中仅仅就是暗色尘云和死星体是很容易的 ,但已发现的有力证据说明 ,事实并非如此 .正是对宇宙中未知物质的寻找 ,使宇宙学家和粒子物理学家开始合作 .最有可能的暗物质成分是中微子或其它两种粒子 :neutralino和 axions(轴子 ) ,但这仅是物理学的理论推测 ,并未探测到 .据认为 ,这三种粒子都不带电 ,因此无法吸收或反射光 ,但其性质稳定 ,所以能从创世大爆炸后的最初阶段幸存下来 .问题 2 :什么是暗能量 ?宇宙学最近的…     

考不倒的大博士

天文台一般都是建在观测条件较好的山顶上,可是前几天我在网上居然看到美国、日本在海底也建了天文台,请问大博士,为什么在海底也能建造天文台呢?——陕西省铜川市一中郑焘大博士:在宇宙中,有一种奇特的基本粒子——中微子。中微子是一种不带电的中性粒子,它的质量要比电子小得     

中微子——一个热门的话题

最近一段时间里,人们经常谈及中微子,是因为近年来,物理学家发现了中微子的振荡特性,从而推断出中微子有质量(虽然很小)的结论,这是对标准模型的极大挑战,因而激起了人们极大的热情.不但高能物理、核物理还有天体物理和宇宙学都给予高度的关注,一门新的交叉学科--中微子物理正在蓬勃兴起.下面让我们讲述一下中微子的故事,还得从它的发现开始.