1.媒体来源:
科技新报
2.完整新闻标题:
宇宙如何存在?科学家开始追测神祕暗物质微中子
3.完整新闻内文:
“我们为什么存在?我们之上还有什么存在?”这可能是形而上学(Metaphysics)最古
老基本的问题,我们必须存在,才能对存在这事实发出疑问。但我们如何能存在?哲学辩
证的另一面,科学正在尽其所能帮助解开谜底,首先就从现在唯一一种可能的暗物质微中
子下手。
现代主流宇宙学说认为宇宙起源于大爆炸,而大爆炸后应该产生等量的物质与反物质,但
事实是,包括你、我、他、地球、遥远星系乃至整个宇宙都是由物质构成的,反物质除非
能从稍纵即逝的放射衰变或宇宙射线等现象带来少量存在,其余都因为无可避免立刻与自
然界物质碰触并湮灭,成为现代物理学最大的未解决问题之一。
能解释这种不平衡原因的其中一种论述是微中子(Neutrino,字面意义为“微小的电中性
粒子”,也译作“中微子”)的性质。微中子是一种电中性的亚原子粒子,已有证据表明
微中子具有质量,但其质量相比于其他亚原子粒子还是非常微小,而它可能是现在唯一一
种已探测到的暗物质,属于一种热暗物质。
微中子同时还是一种轻子,因此不参与电磁交互作用以及强交互作用,只参与弱交互作用
及重力交互作用。由于弱交互作用作用距离非常短,而重力交互作用在亚原子尺度下又十
分微弱,因而微中子在穿过一般物质时不会受到太多阻碍,难以检测。
此外,科学家正在推测微中子可能是一种“马约拉纳费米子”(Majorana fermion),即
它的反粒子就是它本身,这样便能解释它们可能在早期宇宙的不对称衰减,并且使我们今
天看到的物质多于反物质。
包括麻省理工学院在内的一个国际小组正在一个地下天文台(Cryogenic Underground
Observatory for Rare Events)进行实验,试图从原子核中观察到一种称为“中微子双
β 衰变”的罕见现象。
双 β 衰变分成“寻常双 β 衰变”和“无微中子双 β 衰变”两种过程,寻常双 β 衰
变在多种同位素中都可观测到,过程中衰变核射出两电子和两反电微中子;但无微中子
双 β 衰变(neutrinoless double-beta decay)只是一项假想过程,从未曾被观测过,
过程中只会射出电子。
只要实验能证明中微子就是它们自身反粒子,即发生无微中子衰变,两个反微中子互相湮
灭,将大大促进我们对宇宙构造的理解。
虽然实验进行了 2 个月,科学家报告说仍未发现这种罕见事件,但他们预估能在未来 5
年观察到至少 5 次无微中子衰变。如果 10~15 年内都看不到这种现象,就代表宇宙还藏
有其他非常奇怪的行为。
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