[圖文]科學家在地球深處發現反物質粒子













據美國生活科學網報道,意大利國家原子物理研究所的科學家表示,他們已經在地球內部很深的地方發現奇怪的反物質粒子。研究這些粒子,有助於科學家更好地了解地球內部的熱流是如何對火山和地震等地表活動產生影響的。研究人員認為,正是反物質粒子導致地球內部發生放射性衰變的。


這種粒子被稱作反中微子,是由奇特的反物質組成,反物質的性質跟常規物質正好相反。當電子等常規粒子與反物質粒子——正電子相遇時,它們會相互殲滅對方,引起猛烈的爆炸。反中微子是中微子的反物質粒子,它是在太陽裡產生的,是一種很輕的中性帶電粒子,當宇宙射線擊中一個正常原子時,就會產生反中微子。早期的日本KamLAND試驗,在2005年第一次發現可能的反中微子跡象。


意大利國家原子物理研究所大薩索國家實驗室Borexino協會的研究人員在一個尼龍球探測器裡發現反中微子,這個探測器包含1000噸液態碳氫化合物。這個尼龍球被放置在一個更大的不鏽鋼球裡,安裝在鋼球裡的一排排超靈敏光電探測器的頂部都指向尼龍球內部。這兩個球狀物都安裝在另一個直徑是45英尺的鋼球裡,最外層這個鋼球裡盛有2400噸純度很高的水。


整個裝置被埋在意大利大薩索山下近1英裡的地下。所有這些都是為了確保該試驗只發現中微子和反中微子。這些粒子極難被發現,因為它們幾乎可以穿透任何東西,而不與其發生反應。該試驗經過一年多的尋找,只發現很少一點信號。發現太陽中微子相對更容易一些。


研究人員在《物理學快報B》上詳細介紹了他們兩年來的研究成果。新澤西州普林斯頓大學的物理學家、聯合研究人員弗蘭克·克拉普萊斯說:『這是一項非常重要的研究成果。它不僅說明我們已經發現反中微子,而且為我們研究地球內部提供了一個新工具。』


科學家認為,反中微子是由地殼和地幔裡的鈾、釷和鉀的放射性衰變形成的。研究人員希望通過研究反中微子,對衰變元素是如何在地表下積聚熱量,以及它是如何對地幔裡的對流產生影響的有更多了解。是否放射性衰敗控制著這一層的熱量聚集情況,或者這些熱量是來自其他來源,目前不得而知。


對流過程中,熱驅使炙熱的岩石從地球內部上昇到地表。它導致板塊發生變動、大陸發生漂移、海床不斷擴大,引起火山爆發和地震。這項最新研究說明,地球內部的輻射能可能是給地幔提供熱量的一個重要熱源。
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