基本介紹
- 中文名：中微子探測器
- 外文名：Neutrino detector
簡介,中微子觀測站,中微子,弱相互作用,實驗項目,
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。
弱相互作用
弱相互作用（又稱弱力或弱核力）是自然的四種基本力中的一種，其餘三種為強核力、電磁力及萬有引力。次原子粒子的放射性衰變就是由它引起的，恆星中一種叫氫聚變的過程也是由它啟動的。弱相互作用會影響所有費米子，即所有自旋為半奇數的粒子。
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。
弱力最早的描述是在1930年代，是四費米子接觸相互作用的費米理論：接觸指的是沒有作用距離（即完全靠物理接觸）。但是現在最好是用有作用距離的場來描述它，儘管那個距離很短。在1968年，電磁與弱相互作用統一了，它們是同一種力的兩個方面，現在叫弱電相互作用。
弱相互作用在粒子的β衰變中最為明顯，在由氫生產重氫和氦的過程中（恆星熱核反應的能量來源）也很明顯。放射性碳定年法用的就是這樣的衰變，此時碳-14通過弱相互作用衰變成氮-14。它也可以造出輻射冷光，常見於超重氫照明；也造就了β伏這一套用領域（把β射線的電子當電流用）。
實驗項目
2022年5月，從中科院高能物理研究所獲悉，在廣東省江門市打石山地下700米深處，我國主持的第二個大型中微子實驗項目——江門中微子實驗，正在抓緊建設。在地下700米的實驗大廳內，為實現有機玻璃球自上而下逐層安裝的升降平台已安裝完畢並頂升至38米，有如一個巨型“變形金剛塔”，為下一步有機玻璃球安裝工作做好了準備。
