意大利科學(xué)家首次觀測(cè)到地球中微子

意大利科學(xué)家在最新一期國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《物理世界》上報(bào)告說(shuō)，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中首次觀測(cè)到了地球中微子，即來(lái)自地心的反粒子。
　　實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人貝利尼稱，利用意大利核物理研究所格瑞·薩蘇國(guó)家實(shí)驗(yàn)室安裝在地下1000多米深處的巨型BOREXINO探測(cè)儀，科學(xué)家觀測(cè)到了地殼下幾千公里深處放射性元素衰變時(shí)釋放出的中微子。根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們將可以更好地了解地球內(nèi)部的化學(xué)成分，從而更精確地預(yù)測(cè)地震和火山爆發(fā)等突發(fā)事件。
　　地球中微子是組成自然界的最基本粒子之一，是輕子的一種，它沒(méi)有質(zhì)量、也沒(méi)有電荷，地幔內(nèi)的放射性物質(zhì)在衰變?yōu)楦€(wěn)定物質(zhì)的過(guò)程中，會(huì)釋放出中微子。科學(xué)家認(rèn)為，鈾和釷等物質(zhì)衰變產(chǎn)生的熱能占整個(gè)地?zé)崮艿?0%以上，但具體比例是多少還不明確。地?zé)釋?dǎo)致地幔中產(chǎn)生對(duì)流氣流，而這種對(duì)流氣流會(huì)影響火山的活動(dòng)和地球的板塊運(yùn)動(dòng)，因此，測(cè)量地核和地幔釋放出來(lái)的中微子數(shù)量及它們的能量，可讓科學(xué)家確定地核和地幔中不同放射性物質(zhì)的組成比例以及產(chǎn)生熱能的多少。
　　2005年，日本和美國(guó)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)聲稱，他們使用位于日本“神岡礦”的KAMLAND裝置，探測(cè)到了地球中微子的“跡象”。但鑒于附近的核電站也會(huì)釋放出大量放射性物質(zhì)，因此，有科學(xué)家認(rèn)為，該研究結(jié)果還不足以確切地證明地球中微子來(lái)自于地心處。
　　而意大利科學(xué)家在此次探測(cè)實(shí)驗(yàn)中全力排除了任何可能的干擾。他們使用的BOREXINO中微子實(shí)驗(yàn)室是全球最“深”的實(shí)驗(yàn)室之一，探測(cè)器直徑約為18米，由層層的防輻射層構(gòu)成，外層儲(chǔ)存槽填滿2400噸純水，由一個(gè)巨大的不銹鋼球體支撐，球體上有超過(guò)2200多個(gè)光電管。球體內(nèi)部分成兩個(gè)尼龍容器，每個(gè)容器中都包含有純探測(cè)液。
　　當(dāng)中微子將探測(cè)液中原子的電子撞擊而出時(shí)，電子穿越液體的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生光子。不銹鋼球壁上的光電管探測(cè)到單獨(dú)的光子并予以記錄，這個(gè)實(shí)驗(yàn)可將其他放射性元素產(chǎn)生的光子訊號(hào)濾除，背景輻射雜音比其他類似實(shí)驗(yàn)也要低很多，因此能探測(cè)到低能中微子。
　　研究人員表示，BOREXINO探測(cè)器的最新發(fā)現(xiàn)將為直接測(cè)量地殼深處的化學(xué)性質(zhì)奠定基礎(chǔ)。通過(guò)將BOREXINO得到的數(shù)據(jù)和地球上其他地方的實(shí)驗(yàn)室獲得的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，科學(xué)家最終能夠探測(cè)到地心處放射性物質(zhì)的相對(duì)質(zhì)量，從而比較精確地了解地幔產(chǎn)生了多少熱能、火山對(duì)流運(yùn)動(dòng)的大小以及地殼如何運(yùn)動(dòng)等信息。