寻找中微子天体

最近,一些工作讨论了中微子天体(NAO)存在的可能性,它的形成和观测问题。中微子天体具有质量和半径     

太阳中微子动摇了物理定律

美国天体物理学家认为.用粒子物理的标准模型来解释太阳中微子是不充分的。过去,天体物理学家一直用标准模型来预期来自太阳的中微子通量,但20年来在南达科打州的 Homestake 金矿中测得的来自太阳的中微子通量只有预期的1/3和1/2。此     

透明天体的引力透镜效应

中微子天体的可能存在引起了人们对透明天体引力透镜效应的广泛兴趣。引力透镜成象的基本方程已为工作所得到。本文将用图解法简明地求得球对称透镜成象的个数和位置,并进而得到象的放大倍数及象运动速度的放大倍数。     

中微子与天体演化——从β蜕变的能量丢失到太阳中微子失踪案

最近国外报道,根据中微子振荡实验的证实,中微子的质量小于40eV.本期所刊罗辽复同志于1979年6月20日投寄本刊《中微子与天体演化》一文中,从理论上推测中微子的非零质量这一结论.     

观测天体物理的开创性工作

2002年的诺贝尔物理学奖颁给了美国的戴维斯(Raymond Davis,Jr)、贾科尼(Riccardo Giacconi)和日本的小柴昌俊.其中戴维斯和小柴的贡献在于将高能和粒子物理的研究方法应用于探测来自宇宙空间的中微子,他们经过1960年代以来的努力工作找到了来自太阳和超新星爆发的中微子辐射,从而确定了中微子的一些内部性质,也确立了中微子天文学的地位.贾科尼不仅是国际知名的高能天体物理学家,也曾长期担任天文学界几个重要科研单位的领导人.他得奖的部分贡献是在1960和1970年代通过空间观测手段发现了来自天体的X射线,开创了X射线天文学的先河.     

科学家为何偏爱中微子

<正>人类首次确认37亿光年之外的超高能中微子的源头,这是继引力波之后的又一重大天文事件!人类探索宇宙的下一个重大发现也被认为或许就藏在宇宙中微子中。2018年7月,由威斯康辛大学麦迪逊分校主导的"冰立方"小组宣布,冰立方探测器于2017年9月22日探测到一个来自37亿光年之外的超高能中微子。美国宇航局(NASA)的费米卫星小组则宣布:在同一方向的一个编号为TXS 0506+056的天体的伽玛射线的亮度在此期间突然变大,这意味着这个中微子很可能来自耀变体     

高能宇宙中微子的声探测

中微子在基本粒子家族中素有鬼魂粒子之称.它静止质量等于零,不带电荷,以光速运动,几乎不与任何物质发生相互作用.虽然它与质子、光子、电子并列为稳态粒子,但要直接探测它是不可能的. 1956年美国物理学家科温(L.Cowan)和雷恩(F.Reine)在新墨西哥州利用一台早年研制原子弹后废弃不用的反应堆作为反中微子源(中子衰变后产生,即n→p~ e~- (?)),估计每秒可产生10~(18)个(?)(反中微子),通过常年记录(?) p→n e~ , e~ e~-→rr反应中产生的光子辐射证实了确有(?)存在.自此以后,中微子探测,特别是太阳中微子和宇宙中微子探测便一直研究不断.近年来,随着高能天体物理研究的进展,人们并始酝酿打开中微子的天文观察窗口.因为,中微子不象光子,它不受磁场影响,也不会被散布在空间的宇宙尘埃及星光所散射,能穿透致密星体,因此,它可能带来远古宇宙纪元的信息,是理想的宇宙信使.(据估计,10~(14)eV光子一光子散射的结果,距离达10~7     

中微子天体和类星体红移

类星体引力透镜现象的证认和中微子静质量可能不为零的发现,给宇宙学带来了一类新的问题:宇宙中的非均匀分布的质量成分对宇宙天体的视性质或观测性质(如红移、光度等)有怎样的影响? 在标准宇宙学中,天体的视性质被认为是它的内禀性质受了宇宙膨胀作用后的结果,这相当于只考虑了均匀分布的质量成分的引力影响。而实际上,宇宙中的质量分布虽然在大尺度     

北半球最大深水中微子望远镜启用

近日,俄罗斯在贝加尔湖中启用北半球最大的深水中微子望远镜"Baikal-GVD",用于记录来自天体的超高能中微子流,研究地球物理学、水文学和淡水生物学现象,探索宇宙的产生和进化过程. 中微子望远镜就是一种可以测量来自宇宙深处、数量相当稀少的超高能中微子,并可以确定它们所对应的天体源的方位的超大型探测装置.为了避免其他信号的干扰,它通常被安置在冰层深处或海底和湖底."Baikal-GVD"于2015年开始,由捷克、德国、波兰、俄罗斯和斯洛伐克的科学家合作建造.该浮动天文台由数百个玻璃和不锈钢制成的球形模块组成,单个模块为1立方米大小,这些模块通过一组电缆相连,目前占用的体积为500立方米.     

中微子:宇宙幽灵

<正>中微子和它们奇异亚原子行为,可能有助于我们了解高能粒子、正在爆发的超巨星,以及物质本身的起源。为什么在稳定地照亮黑暗宇宙数百万年后,一颗超巨大的恒星——超巨星会突然在一阵超明亮(亮度超过1000亿颗恒星发光的总和)中爆发?深空中有什么奇异天体,在以宇宙中已知最高的能量发射粒子?最令人困惑的问题或许是为什么宇宙会包含物质?这些奥秘已经困扰了天体     

Gamow宇宙学中的大质量中微子晕的形成

在文献[1]中我们已经指出,有静质量中微子的存在意味着有可能存在一种质量非常大的中微子自引力体系,它依靠中微子的费米压力而达到平衡。在这一处理中,我们假计中微子处于简并态,对一些特定的平衡组态计算了它的费米温度。这些自引力体系的参数,包括它的质量M以及半径R等,都是中微子静质量m_v的函数。如果m_v～10eV,则R大体相当于我们的星系的半径,而其质量M则可高达M_(crit),其值约为我们的星系中的所有可见质量M_(vis)的11~4倍。这种平衡组态的质量及半径都随m_v~(-2)而变化。     

探究中微子的第一人:雷蒙德·戴维斯

1914年10月出生在美国的诺贝尔奖获得者雷蒙德·戴维斯(Raymond Davis),2006年5月31日因早老性痴呆症与世长辞,享年91岁。戴维斯是探究恒星“心脏”的第一人,他是通过俘获在核聚变反应过程中放射出的中微子进行这一工作的,而核聚变则是太阳及其向太空发射光流的动力。据天体物理学家称,太阳每秒钟释放的中微子数量为2后面跟38个0,这意味着当你在读这篇文章的时候,数十亿的中微子以几近光的速度穿过了你的眼球。1960年代,戴维斯进行了一项试验,他在达科他一英里深的地底下试图俘获太阳中微子,旨在了解恒星究竟是如何工作的。当时,许多人认为…     

中微子振荡实验的最新结果

大统一理论和宇宙学要求中微子具有一定的质量.现在已知的中微子有电子中微子v_e,μ中微子v_μ,可能还有τ中微子v_μ,但目前实验还没有找到v_τ.如果以v_1、v_2、v_3代表中微子质量本征态,那么不同种类的中微子就是质量本征态的叠加.经过一段距离的传播之     

宇宙中微子的探测和中微子星

我们在前文中,指出中微子有可能占宇宙质量的99％,而重子仅占1％。这些中微子将使宇宙封闭。显然,如何在宇宙中探测出这些可能大量存在的背景中微子,将是一个重要问题。     

无碰撞简并粒子系统的引力不稳定性

无碰撞粒子系统引力不稳定性研究的重要性源于:(1)在各种尺度的恒星系统(星系、星系团等等)中,平均碰撞时间与该系统的动力学时间相比较是很大的.故这些系统都是无碰撞系统;(2)占宇宙绝大部分质量的暗物质,极可能是宇宙早期遗留下来的大量静质量不为零的粒子(如中微子等),由于这些粒子间的相互作用很弱,都应视作无碰撞引力系统.在标准宇宙模型中,像宇宙中微子那样的暗物质粒子在宇宙早期已从热平衡中退耦,且保持着退耦前的Fermi分布形式.Weinberg首先指出了存在完全中微子简并的情况.讨论星系及宇宙大尺度结构的形成与演化,有必要研究无碰撞简并粒子系统的引力不稳定性.在应用动力学方法研究无碰撞等离子体的稳定性问题中,已建立起很多成熟的方法.虽然无碰撞引力系统与无碰撞等离子体有一定的相似性,但是它们间还是存在着一些很基本的差别:等离子体在大尺度上是中性的,可形成稳态的均匀平衡结构;而引力系统不会形成稳态的均匀平衡位形.自引力系统的这种本质上的不均匀性,使得研究这种系统的稳定性问题大为复杂化.Sweet曾指出,当扰动的波长可与系统的尺度相比拟时,这种宏观不稳定性问题的研究就变得极其困难.不过,假定自引力系统与静电的等离子体一样,可以形成一个无限大的均匀介质,这会在数学处理上     

中微子静质量与宇宙早期的成团过程

中微子静质量可能不为零这一实验结果,有个直接的重要的天体物理推论,即有可能存在由中微子构成的自引力体系.这些稳定平衡的中微子自引力体系的质量大体是在星系团的尺度.另一方面,按照标准的大爆炸宇宙学,如果中微子具有静质量,例如m_ν～14—46eV,     

做最棒的研究

“这可能是迄今为止来自中国的最重要的物理学发现。”一位外国科学家在评价大亚湾中微子实验发现新的中微子振荡时这样说道。这项成果不但指明了未来中微子物理的发展方向,同时对于中国粒子物理领域,乃至整个科学界都具有里程碑式的意义。无独有偶,这段时间另一件让全球科学家关注的事情也与中微子有关。2011年闹得沸沸扬扬的“中微子超光速”事件竟然可能是由于光缆连接不当造成的。尽管这并非是最终的结论,但它无疑告诉我们,科学来不得半点马虎,只有脚踏实地、严肃认真,才能做出最棒的研究。     

引力透镜和超光速膨胀

最近中微子天体和其他透明天体的引力透镜效应被广泛地讨论。在讨论引力透镜的观察效应时,有人提到象的运动速度放大的可能性,而观察上目前已陆续发现几个类星体和河外星系的超光速膨胀,并提出了一定的理论模型。看来超光速膨胀的机制问题还很复杂,本文将一般地从理论上分析引力透镜引起的超光速膨胀。这个研究适用于光源在透镜     

中微子静质量对Dirac宇宙学的影响

在前一篇文章中,在不引入两种时标的前提下,我们提出了一种统一Dirac宇宙学和广义相对论的可能理论,并在零级和一级近似下给出了Einstein场方程,二级近似下给出了Dirac宇宙学。近年来,自发现中微子可能有静止质量后,出现了一系列讨论中微子质量对宇宙学影响的尝试。文献[4]指出,对于Einstein宇宙学,由于宇宙存在大量中微子,若中微子有静质量,则宇宙是封闭的。但对于Dirac宇宙学,由于引力常数随宇宙膨胀而变小,因而,中微子有静质量是否能导致宇宙封闭是个很有意思的问题。本文中,我们将在文献[1]提出的Dirac宇宙学统一理论的框架下,从场方程出发,讨论中微子静质量对Dirac宇宙学的影响。     

黑洞——开启“多信使”天文学的新时代

黑洞是宇宙中最为神秘的天体,很长时间内它只存在于理论假设当中。随着现代天文学的发展,如今已经获得了很多关于黑洞存在的相关证据。特别是随着引力波和中微子探测技术的发展,我们不仅可以通过电磁辐射,而且可以通过其他"信使"来了解黑洞,从而真正开启多信使天文学的新时代。