中微子是什么

中微子是什么

中微子又译作微中子,是轻子的一种,是组成自然界的最基本的粒子之一,常用符号ν表示。中微子个头小、不带电,可自由穿过地球,自旋为1/2,质量非常轻(有的小于电子的百万分之一),以接近光速运动,与其他物质的相互作用十分微弱,号称宇宙间的“隐身人”。科学界从预言它的存在到发现它,用了20多年的时间。2013年11月23日,科学家首次捕捉高能中微子,被称为宇宙"隐身人"。

他们利用埋在南极冰下的粒子探测器,首次捕捉到源自太阳系外的高能中微子。发现历程 来源中微子的发现来自19世纪末20世纪初对放射性的研究。研究者发现,在量子世界中,能量的吸放射性收和发射是不连续的。不仅原子的光谱是不连续的,而且原子核中放出的阿尔法射线和伽马射线也是不连续的。这是由于原子核在不同能级间跃迁时释放的,是符合量子世界的规律的。

奇怪的是,物质在β衰变过程中释放出的由电子组成的β射线的能谱却是连续的,而且电子只带走了总能量的一部分,还有一部分能量失踪了。物理学上著名的哥本哈根学派领袖尼尔斯·玻尔据此认为,β衰变过程中能量守恒定律失效。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,以至仪器很难探测得到。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。1931年春,国际核物理会议泡利在罗马召开,与会者中有海森堡、泡利、居里夫人等,泡利在会上提出了这一理论。当时泡利将这种粒子命名为“中子”,最初他以为这种粒子原来就存在于原子核中,1931年,泡利在美国物理学会的一场讨论会中提出,这种粒子不是原来就存在于原子核中,而是衰变产生的。

泡利预言的这个窃走能量的“小偷”就是中微子。1932年真正的中子被发现后,意大利物理学家费米将泡利的“中子”正名为“中微子”。1933年,意大利物理学家费米提出了β衰变的定量理论,指出自然界中除了已知的引力和电磁力以外,还有第三种相互作用—弱相互作用。β衰变就是核内一个中子通过弱相互作用衰变成一个电子、一个质子和一个中微子。

他的理论定量地描述了β射线能谱连续和β衰变半衰期的规律,β能谱连续之谜终于解开了。美国物理学家柯万(Cowan)和莱因斯(Reines)等第一次通过实验直接探测到了中微子[2] 。他们的实验实际上探测的是核反应堆β衰变发射的电子和反中微子,该电子反中微子与氢原子核(即质子)发生反β衰变,在探测器里形成有特定强度和时间关联的快、慢信号,从而实现对中微子的观测。

他们的发现于1995年获得诺贝尔物理学奖[3] 。1956年,美国莱因斯和柯万在实验中直接观测到中微子,莱因斯获1995年诺贝尔奖。1962年,美国莱德曼,舒瓦茨,斯坦伯格发现第二种中微子——μ中微子,获1988年诺贝尔奖。1968年,美国戴维斯发现太阳中微子失踪,获2002年诺贝尔奖。1985年,日本神岗实验和美国IMB实验发现大气中微子反常现象。

1987年,日本神岗实验和美国IMB实验观测到超新星中微子。日本小柴昌俊获2002年诺贝尔奖。1989年,欧洲核子研究中心证明存在且只存在三种中微子。阿瑟·麦克唐纳1995年,美国LSND实验发现可能存在第四种中微子——惰性中微子。1998年,日本超级神岗实验以确凿证据发现中微子振荡现象。日本梶田隆章获2015年诺贝尔奖。

2000年,美国费米实验室发现第三种中微子,τ中微子。2001年,加拿大SNO实验证实失踪的太阳中微子转换成了其它中微子。最早提出建设思路的是华裔物理学家陈华生博士Herbert H. Chen(美国普林斯顿大学理论物理博士学位,加州大学欧文分校物理学家)[4] 。加拿大阿瑟·麦克唐纳获2015年诺贝尔奖。

2002年,日本KamLAND实验用反应堆证实太阳中微子振荡。2003年,日本K2K实验用加速器证实大气中微子振荡。2006年,美国MINOS实验进一步用加速器证实大气中微子振荡。2007年,美国费米实验室MiniBooNE实验否定了LSND实验的结果。研究结果粒子物理的研究结果表明,构成物质世界的最基本的粒子有12种,包括了6种夸克(上、下、奇、粲、底、夸克顶,每种夸克有三种色,还有以上所述夸克的反夸克),3种带电轻子(电子、μ子和τ子)和3种中微子(电子中微子,μ中微子和τ中微子)而每一种中微子都有与其相对应的反物质。

中微子是1930年奥地利物理学家泡利为了解释β衰变中能量似乎不守恒而提出的,1933年正式命名为中微子,1956年才被观测到。中微子[5] 是一种基本粒子,不带电,质量极小,与其他物质的相互作用十分微弱,在自然界广泛存在。太阳内部核反应产生大量中微子,每秒钟通过我们眼睛的中微子数以十亿计。------摘自百度百科。

为什么中国不容易得到诺贝尔奖?

中微子是什么

最直接也是最根本的原因是,中华民族文化太过厚重,精神理念与其它民族文化有较大差异和敌触。自然形成的地域的生活习性,民族文化的风土人情,宗教信仰。特别是政治见解,均不被西方国家了解和看好。这方面相溶的少,观点对立的多。尤其在文学艺术方面,因生活情调,情趣的差异,导至思想内涵和审美观的差异。西方国家的思想主观意识,片面的轻视中华民族,认为我们的文明程度远远落后于西方国家。

实则是,我们中华民族文化,精神底蕴太过厚重,他们不得而知,我们的民族智慧,自信,自尊历经五千年不衰。他们不顾事实的妄自尊大,过分自信。这也恰恰说明,中华民族文化,具有特别的精神魅力。也是我们屹立于世界民族之林的根本所在。我们要清楚民族的优秀所在,具有民族自豪感的同时,学习接纳其它民族文化之精华,不断壮大民族精神。

2017年诺贝尔物理学奖获得者有什么成就?

中微子是什么

北京时间10月3日下午5点45分,2017年诺贝尔物理学奖揭晓,引力波探测不负众望,三位科学家雷纳•韦斯、基普•索恩和巴里•巴里什荣膺此项殊荣。瑞典皇家科学院秘书长在瑞典皇家科学院说,以表彰这三位科学家在激光干涉引力波天文台(LIGO)以及观测引力波方面做出的决定性贡献。雷纳·韦斯教授是美国理论物理学家、麻省理工学院物理学荣誉教授。

在他的学术生涯中,最重要的成就是发展出激光干涉术来探测引力波,这项技术是激光干涉引力波天文台(LIGO)装置的基础。韦斯教授首次分析了探测器的主要噪声来源,并领导了LIGO仪器科学的研究,最终使LIGO达到了足够的灵敏度,在人类历史上第一次探测到了引力波。基普·索恩教授是美国理论物理学家,2009年以前一直担任加州理工学院费曼理论物理学教授。

他奠定了引力波探测的理论基础,开创了引力波波形计算以及数据分析的研究方向,并对LIGO仪器科学做出了重要贡献,特别是提出了量子计量学理论的一系列基本概念。值得一提的是,索恩教授在2009年辞去费曼教授职务后,开始追求写作和电影事业。他的第一部电影就是和诺兰合作的《星际穿越》,索恩教授担任该片的科学顾问。

巴里·巴里什教授是美国实验物理学家,加州理工学院物理系林德教授。巴里什教授于1997年至2006年担任 LIGO 项目主管,领导了LIGO建设及初期运行,建立了LIGO国际科学合作,把LIGO从几个研究小组从事的小科学成功地转化成了涉及众多成员并且依赖大规模设备的大科学,最终使引力波探测成为可能。 需要说明的是,罗奈尔特·德雷弗是英国实验物理学家,加州理工学院荣誉教授。

有没有获得诺贝尔物理学奖的理论后来被证明是错误的?

我知道的算是有半个吧。1938年诺贝尔物理学奖,颁给了意大利物理学家恩里克·费米,以表彰其利用中子束轰击靶核产生新的放射性元素,以及慢中子的发现。恩里克·费米 人类最后一位同时精通理论与实验的物理学大师这里所说的新元素,是当时费米认为用中子束轰击铀-92得到的93号元素。而就在颁奖典礼结束后12天,德国化学家奥托·哈恩和斯特拉斯曼重复了费米的实验,结果却大相径庭。

他们发现慢中子几乎将铀核劈成两半,得到的新原子核不是所谓93号元素,而是钡-56。随后,犹太裔女物理学家莉泽·迈特纳对哈恩的发现进行了理论解释,肯定这确是一种裂变,而且存在质量损失,损失的质量很可能按照爱因斯坦狭义相对论中的质能公式E=mc²转化成能量释放了出来。迈特纳与哈恩计算出了其中的恐怖能量,并论述了核裂变进一步发生链式反应的可能。

这就是原子弹的核心机质。迈特纳也算是个悲情科学家,被人称为核弹之母,一生获得48次诺奖提名,提名者包括大名鼎鼎的普朗克、玻尔、劳厄等大科学家,但一生都未曾获得诺贝尔奖奥托·哈恩 1944年诺贝尔化学奖得主后来奥托·哈恩成为了纳粹德国制造原子弹的首席专家,而费米则成为了美国制造原子弹的最关键人物。当然,最终还是费米在条件相对优越的美国本土成功研制出了人类第一座核反应堆,并和其他科学家一道做出了第一颗原子弹。

2021年诺贝尔奖会不会有大黑马?中国大黑马有可能吗?

我认为中国在自然科学领域,现阶段获得诺贝尔奖的可能性不大。一是中国的科技水平今年有了长足进步,但与西方国家相比,差距还是有的。二是虽然诺贝尔奖是面对全世界,也有一定的公平性。但实际上,他们对社会主义的中国是有很大偏见的。在同等条件下,他们是不会授予中国人的。三是中国只有时刻保持着“中华民族到了最危险的时刻”的危机感和紧迫感,自力更生艰苦奋斗,才能实现强国之梦!。


文章TAG:日本中微子诺贝尔奖  中微子是干什么的诺贝尔奖  日本  中微子  诺贝尔  
下一篇