太奇葩：中微子竟是阿飄，科學也跪拜在鬼神腳下？

最近，央視的一則報道談到了我國正在建造的廣東江門中微子實驗基地，對中微子這種宇宙神秘粒子進行了一番描述，認為中微子是宇宙中最多的基本粒子之一，影響著宇宙的起源和演化。由此，引發(fā)了一波廣泛議論，一些網友將這種看不見摸不著的幽靈粒子戲稱為“阿飄”。

為此有人腦洞大開，紛紛秀出自己對這種神秘莫測粒子的想象：難怪三更半夜總覺得有東西飄過，原來是阿飄在穿墻；鬼怪終于有了一個高大上的名字~中微子；這些中微子大概是咱們的老祖宗吧，過了若干年，俺們也將稱為阿飄在這世間游蕩......

本來，“阿飄”一說只是網友們對這種幽靈粒子的調侃，但一些神棍們卻認了真，認定終于為“科學的終點是玄學”找到了證據，認為所謂“阿飄”就是鬼神，人類從古到今鬼神的傳說終于有了科學的依據。神棍們的理由是，鬼神也是看不見摸不著的，但有時候又會露出真容，現(xiàn)在科學終于證實了鬼魂真的存在。

宇宙本質的探秘與玄學和鬼神本來是風馬牛不相及的事情，窮途末路的神棍們卻常常把科學發(fā)現(xiàn)當作救命稻草。隨著科學進步，神鬼玄說越來越沒了市場，奄奄一息，就總想抓住科學的外衣，隔三岔五有什么科學新發(fā)現(xiàn)，就借機攀附鬧那么一出，還真的常常誘騙了一些不明真相的吃瓜群眾。

為了以正視聽，今天時空通訊就再來通俗地說說中微子是咋回事。

其實，中微子并非最近才發(fā)現(xiàn)，科學家們探究這種粒子的歷史已經有上百年了。早在上世紀二十年代，科學家們在對放射性研究中就發(fā)現(xiàn)，物質在β衰變過程中，釋放出來由電子帶走的能量并不與失去的能量一致，有一部分能量失蹤了，這違反了能量守恒定律。1930年底，諾貝爾物理學獎得主泡利提出了一個假設：除了電子之外可能還有一種難以探測到的粒子，帶走了一部分能量。

1931年春，國際物理會議在羅馬召開，出席者科學群星璀璨，諾貝爾獎得主海森堡、泡利、居里夫人等科學巨擘都到會，泡利就是在這次會議上提出了上述理論，并將這種粒子命名為“中微子”，預言就是這個“小偷”竊走了能量。

此后，科學家們就一直設法試圖通過觀測找到這種粒子，但這種“幽靈”粒子太難抓住了。一直到1952年，才間接觀測到了這種粒子的存在，1956年直接探測到了中微子！當然，說是“直接”，但人們至今都沒有真正地看到這種粒子，只是在探測器里探測到了這種粒子的信號而已。為此，首次探測到中微子信號的美國物理學家柯萬（Cowan）和萊因斯（Reines）獲得了諾貝爾物理學獎。

此后，科學家們一直持續(xù)不斷地研究著中微子，不斷發(fā)現(xiàn)了中微子地一些特性和種類，以研究中微子而獲得諾貝爾獎的科學家不斷出現(xiàn)，他們是：

1962年，美國萊德曼·舒瓦茨和斯坦伯格發(fā)現(xiàn)了第二種中微子——μ中微子，獲1988年諾貝爾獎；1968年，美國戴維斯發(fā)現(xiàn)太陽中微子失蹤，獲2002年諾貝爾獎；1987年，日本小柴昌俊實驗觀測到超新星中微子，獲2002年諾貝爾獎；1998年，梶田隆章在日本超級神崗實驗中，以確鑿證據發(fā)現(xiàn)中微子振蕩現(xiàn)象，獲2015年諾貝爾獎；2001年，加拿大科學家阿瑟·麥克唐納證實失蹤的太陽中微子轉換成了其它中微子，獲2015年諾貝爾獎。

隨著研究探測的深入，人們對中微子的了解越來越多。首先是確定了這種物質的真實存在，且在宇宙中包括我們的周圍無處不在；其次這種物質很多，多到每秒鐘都有數(shù)萬億個中微子穿越我們的身體；再次，這種物質體積和質量極小，且不帶電，因此無法被直接觀測到；再再次，這種物質運動極快，接近光速。

中微子是由多種核反應產生的，主要包括恒星內部的核聚變反應、超新星爆炸和放射性衰變。因此，太陽等恒星內部的核聚變、超新星爆發(fā)、核反應堆、粒子加速器等都會產生大量中微子。

中微子在宇宙中無處不在，為啥人們就觀測不到呢？這就得說說人類對世界是如何感知和觀測的了。科學家早就揭示了我們世界存在著四種基本力，即引力、電磁力、強力、弱力，這四種基本力約束著整個世界從宏觀到微觀的一切運動。而人類之所以能夠“看到”和觸摸到，主要是依靠電磁相互作用力，如光和機械波。

但中微子呈現(xiàn)電中性，也就是不帶電，在四種力中只參與引力作用力，其他三種力都不具備，也就幾乎不與任何物質發(fā)生作用。因此，中微子視任何可見物質都似無物，任何物質都無法約束它，它以接近光速的速度穿越一切物質，就是地球和太陽，也會一穿而過，既不產生光也不產生震動。

中微子雖然有引力，但由于其質量極小，引力作用力的現(xiàn)象也就極微弱，因此也難以捕獲和監(jiān)測。因此，每時每刻都有億萬中微子從我們的身心和眼中穿過，我們毫無感覺。

那么，為什么科學家們又能夠觀測到中微子的信號呢？這就是萬事都有特例，前面說的中微子穿越物體時幾乎毫無感覺，這里面有個“幾乎”，這個“幾乎”的意思就是有那么幾個中微子會“叛逆”，特立獨行地與原子核發(fā)生“碰撞”，這個概率只有100億分之一。

也就是100億個中微子可能有1個中微子會與我們可見的物質發(fā)生電磁相互作用，給科學家們留下了一個研究它的空間。中微子個體數(shù)量無限多，巴掌一伸，就有成千上萬億個中微子穿越，也就有那么幾個會與我們手掌的電子發(fā)生碰撞，只要觀測到這種碰撞，就知道中微子的存在了。

但問題是，這種觀測很難很難。宇宙中除了中微子，還有很多射線粒子，包括宇宙射線粒子每天都在穿越各種物質，這些射線都帶電，因此與物質碰撞的機會大多了。要在無數(shù)多的微觀物質碰撞中，去發(fā)現(xiàn)極其微量的中微子碰撞軌跡，實在不亞于大海撈針。

那么，如何分辨其他射線粒子與中微子粒子與物質作用的信號呢？根據中微子無障礙穿越的本領，科學家們就開始深挖洞，在數(shù)百米乃至數(shù)千米的地底下來捕捉中微子。挖洞的目的是過濾掉那些并非無障礙穿越的粒子，流下中微子，因此挖得越深，其他粒子穿越得可能性就越小，而中微子卻不受影響。

因此，在足夠深層的地底下或冰下，只要做好陷阱，也就是裝置好一些純凈的物質在那里守株待兔，就能夠捕捉到中微子“個例”的一些信號。

能夠穿越到足夠深層地底的宇宙粒子，就只有中微子和極少量高能量宇宙射線了，這樣分辨出哪些是宇宙射線，哪些中微子就有可能了。當然，被陷阱“捕捉”到得中微子，也不是真的抓住了中微子，而是中微子與陷阱中的物質發(fā)生相互作用，留下一些軌跡，就是所謂的信息。

中微子與物質碰撞時，盡管相互作用極弱，但仍會激發(fā)微弱的光，當這種信號被光電倍增器放大后，就會在儀器上顯示出來。科學家們通過分析中微子碰撞的獨特信號，如光速運動特有的“切倫科夫輻射”，就能將其與其他高能粒子產生的信號區(qū)分開來，從而識別出哪些是中微子的軌跡，分析得到這個中微子來自何方，在遙遠的宇宙深處發(fā)生了什么事件。

深藏在700米地下的江門中微子實驗中心探測器，就是為了捕捉觸網的中微子的。其主體是一個世界最大的單體有機玻璃球，直徑達35.4米，上面鑲嵌著數(shù)萬個看起來像燈泡的光電倍增管，其中20英寸的2萬個，3英寸的2.5萬個。這個大有機玻璃球連接著極其復雜的電子元件及電纜、線圈、隔光板等部件，裝有2萬噸液體閃爍體（簡稱“液閃”），并被安置在盛有3.5萬噸超純水的大池子中。

當大量中微子不斷地穿越這個巨大的“陷阱”時，就有那么幾個和“液閃”里密布的氦核發(fā)生反應，產生正電子和中子，這些信號就會通過光電倍增器放大，從而讓儀器顯示出來。

雖然說得很輕巧，實際上探測到中微子還是很難的。江門這種數(shù)萬噸的試驗裝置，每天也只能探測到60個反應堆中微子、4個大氣中微子、1個地球中微子、90個太陽中微子。而700米地層雖然將宇宙射線強度降低了20萬倍，每天還是會有10萬個來到這里。科學家們必須從這些干擾中分辨出哪些是中微子信號，以及這些中微子來自哪里。

世界上比較著名的中微子實驗裝置有：美國建造的冰立方，位于南極2500米深的冰層底下，占地面積約1平方公里，是世界上最大的中微子探測器，主要用于探測宇宙中高能中微子；日本的超級神岡探測器，建造在深達1000米的廢棄礦井中，主要探測中微子的“味”和振蕩現(xiàn)象；大亞灣中微子實驗室，位于3000米隧道深處，距地面深度約100米，主要用于追蹤反中微子；即將完工的江門中微子實驗室，當然也名列其中。

由此可見，雖然中微子依然是現(xiàn)代科學很難探測到的粒子，但早已經揭開完全神秘的面紗，其信號已經在世界各地被科學家們所捕捉和研究。

人們剛剛發(fā)現(xiàn)中微子時，曾經認為神秘的暗物質就是中微子。但中微子雖然很多，其質量卻極小。研究認為，宇宙中的中微子只占有宇宙總質能的0.0035%。而宇宙總質能分配中，暗能量占據了68.3%，暗物質占據了26.8%，可見物質占據了4.9%。因此，這點中微子根本無法解釋左右宇宙天體引力的暗物質。

綜上所述，所謂中微子就是民間傳說的“阿飄”完全是胡扯，由此而攀扯“科學的終點是玄學”更是愚昧無知的鬼話。科學證明，中微子就是宇宙中實實在在存在的一種物質，只是這種物質幾乎不帶電，因此不受電磁作用力束縛，而人類觀測一切事物恰恰主要是利用電磁作用力進行的，比如聲光電等現(xiàn)象，因此，中微子就很難被人觀測到而已。

或許有人認為，研究中微子這種虛無縹緲的東西毫無價值，或許對普通人來說是這樣，但對于擔負引導人類文明走向和生存的科學事業(yè)來說，則是非常重要的一件事。因為通過對中微子的深入研究，很可能會發(fā)現(xiàn)許多宇宙最深層的秘密，從而逐步揭示宇宙誕生和演化的真相，對人類未來的生死存亡至關重要。

相信隨著研究和發(fā)現(xiàn)的深入，總有一天中微子這個“阿飄”的真面目會大白于天下，讓我們期待。

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