幽灵粒子

幽灵粒子(neutrino)，又称为微中子，是组成自然界的最基本的粒子之一，为轻子的一种，常用符号ν表示。2015年7月，中国一个研究小组声称成功捕捉到一种“幽灵粒子”。2015年11月5日消息，经过9年的工作，一个国际团队宣布，利用位于芝加哥的MicroBooNE探测器，他们成功探测到了首个中微子。

中文名：幽灵粒子

别名：微中子

外文名：neutrino

符号：ν

1、术语定义

幽灵粒子中微子个头小，不带电，可*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。

幽灵粒子

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。

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。

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。

2011年9月)以发现可能超光速的“幽灵粒子”闻名。

2、发现过程

20世纪初，科学家发现原子核放出一个电子的时候，会带走一些能量，仔细算算，损失的能量比电子带走的能量多，有部分能量丢失了。

我们知道物理学中有个支撑物理理论大厦的能量守恒定律，根据这个定律，能量是不会丢失的。在科学家看来，丢失能量，不论怎么丢失，丢在哪里，都是严重的大事，必须搞清楚能量是怎么丢失的，谁偷走了。否则，许多建立在这个定律基础上的物理学理论都得垮掉。

提出理论

1931年，奥地利物理学家泡利说偷走能量的是一种尚未认识的粒子，大物理学家费米十分赞同泡利的观点，并且根据这个粒子是中性的微小粒子，给这个粒子命名为中微子。

幽灵粒子

中微子是中性粒子，不带电，不参与电磁作用，它就像一个幽灵在飘荡，很难捕捉。但是科学家没有放弃，经过25年的努力，神秘的中微子终于露面了。

1956年，美国科学家柯文和莱因斯宣布，他们捕捉到了中微子。十几年之后，科学家们捕捉到从宇宙空间射来的中微子。但是，中微子的运动速度极快，接近光速，科学家仍然没有看清它的真面目。

关于中微子有一个很重要的问题，那就是它的质量问题。有人根据美籍华裔物理家杨振宁和李政道的理论进行分析得出中微子的质量是0，因为没有质量，中微子才能以光速进行运动。有人则反对这种观点。

研究发现

一组日本和美国的物理学家，经过两年深入日本地下一个旧矿井进行研究，发现中微子有质量，能够振动。科学家说，根据物理学理论，任何会振动的东西都有质量，由此推断，中微子一定是有质量的。

幽灵粒子

虽然一粒中微子的质量可能很小，但若把宇宙所有中微子的质量加起来，其总质量还是相当可观的，足以帮助科学家解释宇宙中某些“消失了”的质量。

它之所以被成为“幽灵粒子”，是因为它不存在于我们的三维世界中，只能在另一个与我们这个世界“相反”的世界中寻找，为了找到“幽灵粒子”，全世界的科学家么争相创造可能存在外尔费米子的人工环境。2014年12月，中科院物理研究所的方忠研究小组发表论文预测，“幽灵粒子”可在人造材料钽砷中发现。四个月后，该研究小组宣布，他们通过向钽砷晶体发射同步辐射光源首次检测到了外尔费米子。

“幽灵粒子”的发现将给智能手机等移动设备带来巨大的影响，它可以解决智能移动设备待机时间短、电量消耗快的问题。目前的充电原理是电子流通过电线和电路进入设备，而电子不仅笨重不易控制，还会导致能量的流失，如果采用外尔费米子，它可以保证几乎不损耗能源的情况下完成高功率的计算，甚至可以实现设备的一年充电。

再次发现

2015年7月，中国的一个研究小组声称，他们成功捕捉到一种困扰物理学家近一个世纪的“幽灵粒子”(即外尔费米子)。该项突破性的发现将极大地推进未来技术发展，例如比超级计算机运行速度更快的量子计算机还能够实现一年一充电的智能手机。

“幽灵粒子”的发现将给智能手机等移动设备带来巨大的影响，它可以解决智能移动设备待机时间短、电量消耗快的问题。目前的充电原理是电子流通过电线和电路进入设备，而电子不仅笨重不易控制，还会导致能量的流失，如果采用外尔费米子，它可以保证几乎不损耗能源的情况下完成高功率的计算，甚至可以实现设备的一年一充电。

发现首个中微子

北京时间11月5日消息，据英国《每日邮报》报道，经过9年的工作，一个国际团队于近日宣布，他们利用芝加哥的MicroBooNE粒子探测器终于捕获到第一个中微子。

MicroBooNE探测器探测到的一个可能的中微子

每一秒钟，数以万亿计的“幽灵粒子”都在穿过我们的身体，而我们却毫无察觉。不过，尽管数量巨大，但这些奇特的粒子——即中微子——却难以被发现，因为它们不具有电荷。

参与MicroBooNE实验的科学家称，这一发现是该项目的一个重要里程碑。中微子是一种亚原子粒子，几乎没有质量，只通过引力或核衰变与其他物质发生作用。由于它们不与光发生作用，因此无法被看见。中微子也不具有电荷，在宇宙中穿行时几乎不会受到自然力的影响。

科学家对中微子很感兴趣，认为它们是组成物质的重要基础。“从我们提出方案、设计、建造、组装并开始实验以来，已经过去了9年时间，”MicroBooNE实验发言人、耶鲁大学物理学教授邦尼·弗莱明(BonnieFleming)说，“这样的投资令第一个中微子的发现变得不可思议。”

在为期13周的关闭维修之后，位于芝加哥附近的费米实验室加速器综合体于当地时间本周三发出了一个质子束，用于为MicroBooNE实验制造中微子。在质子束启动之后，科学家对MicroBooNE粒子探测器所记录的数据进行分析，试图发现首个中微子相互作用的证据。

剑桥大学的科学家利用先进的图像重建技术，为鉴别中微子相互作用做出了贡献。MicroBooNE实验的目标是研究中微子在500米距离内如何相互作用，以及会发生什么变化。