基本介紹
- 中文名：中微子探測器
- 外文名：Neutrino detector
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簡介
中微子探測器是觀測中微子的實驗設備。 由於中微子只參與弱相互作用，一般探測器需要建造得夠大，以接收到足夠數量的中微子訊號。 中微子探測器一般會選擇建造在地底深處，以禁止宇宙射線以及其它背景輻射。中微子天文學目前仍未成熟，現今已確認來自地球以外的訊號來源只有太陽和超新星SN 1987A。然而未來中微子觀測站將“為天文學家提供透析宇宙的展新視野”。
中微子的探測方法有許多種。
中微子觀測站
- 神岡探測器（日本），啟用於1983年。
- 超級神岡探測器（日本），1990年代在神岡探測器的基礎上擴建。
- 薩德伯里中微子觀測站（加拿大），啟用於1999年。
- IceCube中微子觀測站（美國），啟用於2010年。
- 巴克三中微子觀測所(前蘇聯)，啟用於1977年。
中微子
中微子（義大利語：Neutrino，其字面上的意義為“微小的電中性粒子”，又譯作微中子）是一種電中性的基本粒子，自旋量子數為½，以希臘字母ν標記。現在已經有證據表明其具有質量。但其質量即使相比於其他亞原子粒子也是非常微小的。它可能是現在唯一一種已探測到的暗物質，是一種熱暗物質。
由於中微子是電中性的，同時還是一種輕子，因而其並不參與電磁相互作用以及強相互作用。其只參與弱相互作用以及引力相互作用。由於弱相互作用作用距離非常短，而引力相互作用在亞原子尺度下又是十分微弱的，因而中微子在穿過一般物質時不會受到太多阻礙，且難以檢測。
中微子可以通過放射性衰變以及核反應等多種方式產生。由於太陽內部時時刻刻都在發生著核反應，而超新星產生等過程也會伴隨著劇烈的核反應，因而在宇宙射線中可以檢測到中微子的存在。地球附近所檢測到的中微子大多來源於太陽。事實上，地球面向太陽的區域每秒鐘在每平方厘米上都會穿過大約650億個來自太陽的中微子。
人們現在認識到中微子在飛行過程中會在不同味間振盪，比如β衰變中產生的電中微子可能在檢測時會變為μ中微子或τ中微子。這一現象表明中微子具有質量，且不同味的中微子的質量也是不同的。依據現在宇宙學探測的數據，三種味的中微子質量之和小於電子質量的百萬分之一。
弱相互作用
在粒子物理學的標準模型中，弱相互作用的理論指出，它是由W及Z玻色子的交換（即發射及吸收）所引起的，由於弱力是由玻色子的發射（或吸收）所造成的，所以它是一種非接觸力。這種發射中最有名的是β衰變，它是放射性的一種表現。重的粒子性質不穩定，由於Z及W玻色子比質子或中子重得多，所以弱相互作用的作用距離非常短。這種相互作用叫做“弱”，是因為β衰變發生的機率比強相互作用低很多，表示它的一般強度比電磁及強核力弱好幾個數量級。大部分粒子在一段時間後，都會通過弱相互作用衰變。弱相互作用有一種獨一無二的特性——那就是夸克味變——其他相互作用做不到這一點。另外，它還會破壞宇稱對稱及CP對稱。夸克的味變使得夸克能夠在六種“味”之間互換。
