引起轰动的中微子速度报告

曾几何时,比光速跑得更快的东西还子虚乌有。真要感谢互联网,就在9月16日,整个物理学界都看到了:法国里昂核物理研究所的达里奥.奥蒂耶罗(Dario Autiero)在一屋子满怀疑虑的物理学家面前,将全新的"速度精灵",即幽暗的称为中微子的亚原子粒子放到了桌面上,描述了在一次最新的实验中,他测得的中微子的速度超过了光速--这个宇宙速度的极限是由     

中微子到底能不能超光速？

一条爆炸性新闻2011年9月22日,意大利格兰萨索国家实验室下属的一个名为＂OPERA＂的实验装置,接收到来自欧洲核子研究中心的中微子。经测算,中微子在跑过这段732公里距离所用的时间,比光还快了60纳秒（1纳秒等于十亿分之一秒）。这一结果给科学界带来了巨大困惑,因为这与爱因斯坦狭义相对论中光速是宇宙速度的极限,没有任何物质的速度可以超越光速的理论相悖。     

那些年,我们追过的中微子

<正>对中微子的观测,形成了全球天文界一次声势浩大的"接力探测"中微子十分神秘,不可捉摸。所以科学家花费了许多心血制造了多种重要的中微子探测器,来捕捉各种各样的中微子。目前己取得累累硕果。神冈探测器:发现超新星中微子神冈探测器(Kamiokande)的全称是"神冈核衰变实验",位于日本神冈町的茂住矿山地下914米的深处。神冈探测器由东京大学宇宙线研究所负责,于1982年开始建设,1983年4月建成。整个探测器是一个高为16米、宽约15. 6米的大水箱,     

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,     

快速中微子挑战物理学家

一个笑话开始于酒吧男侍的一句话:"抱歉,我们不提供中微子服务。"正说着,一个中微子便悄无声息地闪入了酒吧。9月23日,这则曲折纠缠的幽默随着下面这条新闻已在互联网上盛行:在意大利格朗萨索国家实验室进行的OPERA一次实验测定,中微子超过了光速。中微子从欧洲核子中心(CERN)到达格朗萨索实验室,其间足足旅行了730公里。大部分物理学家怀疑     

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     

MINOS与高精度测量

●对外人而言,有关中微子超光速的这场争论已经结束。然而,中微子速度仍是"主注入器中微子振荡搜寻"(MINOS)的物理学家主要的关注点,他们目前正在进行自己的超高精度测量,并决心以纳秒级的精度获得测量权……     

走近诺贝尔奖(十五——连载完) 探索中微子“变脸”之谜

正我们生活在一个中微子充斥其间的世界。当你在阅读这段文字的时候,已经有数以亿计的中微子穿过了你的身体。由于中微子善于穿透任何物质,因而被科学家称之为难以捕捉的"幽灵粒子"。最近,两位物理学家因为在中微子方面的突出贡献而被授予2015年诺贝尔物理学奖。     

第四种中微子正式“死亡”

有争议的第四种中微子终于被宣布“死亡”。牛津大学的物理学家安德鲁·海姆最近承认他犯了一个错误。他的小组曾于1991年进行过一个实验,似乎表明有一种质量为17电子伏特的中微子存在。海姆的坦诚态度得到了许多理论物理学家的欢迎。因为如果真有一种17电子伏特的中微子存在,那末物理学家关于宇宙创生及运行的良好理论将遭到毁灭。关于第四种中微子存在的“证据”最早是于1985年提出的。加拿大圭尔夫大学的辛普森在做一次氚衰变实验时,发现了具有不寻常能量的电子。辛普森认为这种不寻常可用同时发射出一种17电子伏特的     

“失踪的”太阳中微子之谜

50年前,H. Bethe首次提出了核反应提供太阳和其他星球辐射的能量的理论。但至今有关“失踪的”太阳中微子仍然是一个谜。新近,Bethe发展了由两位苏联物理学家提出的一种新概念:当中微子通过太阳体时由一种类型转变为另一种类型,从而为解这个谜开辟了新的途径。Bethe提出,氢核聚变成氦是太阳和其他较冷星球中产生能量的基本反应。此理论正好符合于观测结果,但有一个问题除外:即在此种核反应中应放出中微子,而地球应沐浴在这种太阳中微子流之中。R. Davis在南达科他州Homestake金矿中探测     

“冰立方”藏在南极的中微子“捕手”

<正>中微子,这个曾在2011年的"超光速"乌龙事件中一度街知巷闻的粒子物理学名词,在国际物理学的舞台上几度掀起了波澜。先是2013年11月,位于南极的"冰立方"中微子天文台首次确定探测到了来自太阳系外的深空中微子;而后是2014年的2月11日,一组英国科学家对中微子的质量提出了新的见解,认为中微子比先前认知的要重得多;最近     

加速器中微子束和探测器

中微子是一种不带电的弱作用粒子,它与物质的相互作用极弱,作用截面非常小。过去一直认为这类实验极难实现,产生的作用事例也是很少的。但中微子的作用截面与中微子的能量成正比。如果一方面提高中微子能量,另一方面提高加速器流强和中微子通量,同时又改进探测器的接受度,加大探测器的有效     

宇宙中微子数值模拟研究获得重要进展

<正>由北京师范大学天文系张同杰教授主导的宇宙中微子数值模拟团队,运用国防科技大学研制的"天河二号"超级计算机,成功完成了3万亿粒子数的宇宙中微子和暗物质数值模拟,揭示了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137亿年的漫长演化进程.在模拟中首次测量到了中微子在宇宙结构中的微分凝聚(Differential Neutrino Condensation)效应,这种效应为当今和将来的宇宙学观测开辟了一条独立     

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     

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.     

重中微子探索

中微子在粒子世界和宇宙发展中扮演了重要角色,其中的重中微子更是一种重要的、奇特的粒子。探索它的存在与作用,是当前非常活跃的一个前沿课题。著名科学家唐孝威的《重中微子探索》,介绍并评析了这一项工作,值得一读。     

多信使的盛宴

<正>在过去几十年内,天文学家已经观测到了几千个耀变体。"耀变体发射高能宇宙线和高能中微子"的图景很漂亮,却一直未得到有力的证实。但这个局面在2018年9月发生了改变:"冰立方"探测到一个遥远的超高能的中微子,而伽玛射线卫星探测到同一方向来的伽玛射线辐射。这两个探测结果表明,"耀变体发射高能宇宙线和高能中微子"的图景很可能是正确的,因此这个结果也被视为多信使天文学的一大突破。     

用月球探测中微子

捕猎难以捉摸的中微子通常要跋涉到南极、地中海或是贝加尔湖,但有越来越多的项目,意图通过把射电望远镜对准月球来寻找最高能的中微子。如果这一尝试成功,就有可能揭示出宇宙中最强大的粒子加速器,甚至是新物理学存在的证据。     

中微子质量与SN1987A中微子暴的周期现象

中微子质量问题是一个重要的粒子物理与宇宙学问题,超新星SN1987A的中微子爆发为研究中微子质量及其它有关问题提供了机会。本工作从IMB和Kamiokande观测组实测的中微子到达时间入手,研究其周     

轰炸机速度的新“疯狂”

飞机"疯狂"速度的新实验美国空军不满足于自己飞机的速度刚刚超越音速,他们的想法是要把声音远远抛在飞机的后面才行,于是他们不断研发高速度飞机,开拓出军事飞机速度一个又一个的新极限。2013年5月1日,美国空军进行了一次"极限速度"飞机的试飞行动。这架无人飞机先搭乘一架自爱德华空军基地起飞的轰炸机飞临太平洋上空,然后自轰炸机的左翼下方被抛投而出,继而以5倍音速以上的速度"疯狂"地飞行而去。一眨眼的工夫,这架"5倍音速"已经不见了踪影,只