第387章微观测试

    “既然准备好了，那就开始测试吧！”

    飞船里，李安平复了一下心态，冷静的下达命令。

    粒子加速器，轴向磁场保持恒定，而使高频加速电场的频率随着粒子回旋频率的降低而同步降低，从而使带电粒子仍能继续被谐振加速。这类加速器又名调频回旋加速器或稳相加速器。采用自动稳相机制以后，在理论上可以将质子加速到无限高的能量，然而由于技术上和经济上的原因，历史上最大的稳相加速器的能量只达到v。这一类型的加速器用来加速质子，有的用于加速掺氘核、a粒子甚至氮离子。

    而李安第一次测试，则是尝试去加速一颗中微子。

    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。中微子不带电，自旋为1/2，质量非常轻（小于电子的百万分之一），以接近光速运动。

    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、顶，每种夸克有三种色，还有以上所述夸克的反夸子，μ中微子和t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。

    中微子是一种基本粒子，不带电，质量极小，几乎不与其他物质作用，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。

    人类对于中微子的了解，其实并不是很多。

    要说中微子，就不得不提它的“老大哥”——原子基本组成之一的中子。中子在衰变成质子和电子（β衰变）时。能量会出现亏损。物理学上著名的哥本哈根学派鼻祖尼尔斯.玻尔据此认为，β衰变过程中能量守恒定律失效。

    中微子个头小。不带电，可自由穿过地球，几乎不与任何物质发生作用，号称宇宙间的“隐身人”。科学家观测它颇费周折，从预言它的存在到发现它，用了10多年的时间。

    1931年春，国际核物理会议在罗马召开，当时世界最顶尖的核物理学家汇聚一堂。其中有海森堡、泡利、居里夫人等。泡利在会上提出，β衰变过程中能量守恒定律仍然是正确的，能量亏损的原因是因为中子作为一种大质量的中性粒子在衰变过程中变成了质子、电子和一种质量小的中性粒子，正是这种小质量粒子将能量带走了。泡利预言的这个窃走能量的“小偷”就是中微子。

    之所以粒子加速器的第一个加速对象就是这个中微子，其实李安也是有原因的。

    中微子只参与非常微弱的弱相互作用，具有最强的穿透力，能穿越地球直径那么厚的物质。在100亿个中微子中只有一个会与物质发生反应，因此中微子的检测非常困难。正因为如此，在所有的基本粒子，人们对中微子了解最晚。也最少。实际上，大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生，例如核反应堆发电（核裂变）、太阳发光（核聚变）、天然放射性（贝塔衰变）、超新星爆发、宇宙射线等等。宇宙中充斥着大量的中微子。大部分为宇宙大爆炸的残留，大约为每立方厘米100个。

    在“中微子震荡”这个概念出现以前，根据狭义相对论而建立的中微子标准模型，中微子的质量应为零，并应该以光速行进。然而，近年的研究似乎开始对“中微子的质量是零”这个假设开始动摇，亦因此开始有人质疑中微子是否能够以光速行进。

    科学家首次对中微子的速度进行侦测在1980年代早期，当时科学家透过从脉冲质子束射击而产生的脉冲π介子束来测量中微子的速度。当带电的π介子衰变，就会产生渺子及中微子或电子中微子。透过检测中微子出现的时间。就可测量出中微子的速度。结果显示中微子的速度是光速与假设相符。后来当这个实验在其他地方重复时，测量中微子的方法改用了minos侦测器。测出了一颗能量为3gev的中微子的速度达1.000051(29)c。由于这个速度的中间值比光速还要快，科学家当时认为实验的不确定性太大。而实际上中微子的速度应该不可能超过光速。这个实验设定了v的渺中微子的质量上限，可靠率为99%。、

    要知道，一旦这些粒子确实被证实跑过了光速，将彻底改变人类对整个宇宙存在的看法，甚至改变人类存在的模式。

    相对论是现代物理学基础理论之一，认为任何物质在真空中的速度无法超过光速。这一最新发现可能推翻爱因斯坦的经典理论。欧洲核子研究中心理论物理学家约翰.埃利斯评价：“如果这一结果是事实，那的确非同凡响”。法国物理学家皮埃尔.比内特吕告诉法国媒体，这是“革命性”发现，一旦获得证实，“广义相对论和狭义相对论都将打上问号”。

    人们很有可能看到这样的一个笑话：

    一天，三个中微子来酒馆吃饭，侍者问道：“请问三位都要啤酒吗？”

    第一个中微子说：“是的！”

    第二个中微子说：“我也不知道。”

    第三个中微子说：“我不知道。”

    侍者于是拔掉了光缆的插头对他们说：“这次好好说话！”

    超新星sn1987a同样的观测不单在地球上发现，当天文学家观测超新星sn1987a的中微子爆发时，世界各地有三台中微子侦测器各自探测到5到11个中微子。

    有趣的是：这些侦测器是在sn1987a爆发的光线来到地球之前3小时侦测到的。对于这个现像，当时科学家把它解说为因为“中微子于超新星爆发时比可见光更早被发射出来，而不是中微子比光速快”，而这个速度亦与光速接近。然而，对于拥有更高能量的中微子是否仍然符合标准模型扩展仍然有争议，当中微子违反了洛伦兹不变性而发生震荡，其速度有可能会比光速还要快。

    2011年9月，意大利格兰萨索国家实验室旗下的opera实验室宣布观测结果，并刊登于英国杂志。研究人员发现，中微子的移动速度比光速还快。根据这项对渺中微子的研究，发现当平均能级达到17gev的渺中微子从走到lngs，所需的时间比光子在真空移动的速度还要快60.7纳秒，即以光速的1.0000248倍运行，是实验的标准差10纳秒的六倍，“比光速快6公里”，证实了这个〔假设。

    1998年，岛国超神冈实验以确凿的证据发现了中微子振荡现象，即一种中微子能够转换为另一种中微子。这间接证明了中微子具有微小的质量。此后，这一结果得到了许多实验的证实。中微子振荡尚未完全研究清楚，它不仅在微观世界最基本的规律中起着重要作用，而且与宇宙的起源与演化有关，例如宇宙中物质与反物质的不对称很有可能是由中微子造成。

    李安研究中微子的意义，也就在于此。

    人类只有了解宇宙，才可以征服宇宙，这是地球时代一位伟大的科学家所言，虽然现在对方已经随着地球的毁灭而毁灭了。

    中微子天文学是天体物理的一个分支，主要研究恒星上可能发生的中微子过程以及这些过程对恒星的结构和演化的作用。中微子是不带电的静止质量为零或很小的基本粒子。它和一般物质的相互作用非常弱，除特殊情况外，在恒星内部产生的中微子能够不受阻碍地跑出恒星表面，因此探测来自恒星内部的中微子可以获得有关其内部的信息。最早的研究集中在太阳。太阳的能源主要来自内部的质子-质子反应，因而会产生大量的中微子。美国布鲁克海文实验室的戴维斯等人用大体积四氯化碳作靶，利用37cl俘获中微子的反应来探测太阳的中微子发射率。实测的结果远远小于恒星演化理论的太阳标准模型的预期值，这就是著名的中微子失踪案。

    、人们发现原来使用的恒星大气中元素的不透明度太小，改进后已有所改善。进一步认真研究改进了太阳内部结构，从而大大地缓和了这个矛盾。另一个可能是中微子有很小的静质量。果如此则可以解释宇宙中的质量短缺问题。

    “如果我可以研究中微子的加速机制，不仅仅可以解释以上这些问题，甚至可以更好的利用恒星的能量！中微子对于我的作用，可想而知！”

    在粒子加速器开始运动的时候，李安心里闪过这样的一个念头。

    这次实验，经过了李安反复的检查，不仅仅是李安反复的检查，那些只能机器人，克隆人，也是对中微子粒子加速器进行了多次的检查，确保了这次的实验，误差降低到几乎可以忽略不计的地步，绝对比科学家要精确！(未完待续)