科学家利用来自太空的神秘粒子给地球称重

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据国外媒体报道,在给地球称重并探测地球实物形态的问题报告 报告 上,科学家时需借助一些间接的措施。通常而言,亲戚亲戚朋友会利用声波和引力等来进行计算。不过,有另一另另一个研究团队想到了某种全新的措施:通过测量穿过地球的神秘宇宙粒子来获得地球的重量。

来自西班牙的研究人员利用穿过地球的中微子来计算地球的质量和密度。我嘴笨 你这个 措施目前还指在最初阶段,但有朝一日或许会成为非常实用的工具。很久,研究人员获得的结果相当接近目前主流措施计算的数据。

“亲戚亲戚朋友的结果证明了用你这个 措施来研究地球实物形态是可行的,可不时需作为传统地球物理学措施的补充,”研究作者在发表于《自然-物理学》(Nature Physics)期刊的论文中写道。

粒子物理学学研究粒子以及它们之间相互作用的物理学分支。亲戚亲戚朋友最常接触到的粒子是质子、中子和电子,你这个 粒子构成了原子,它们之间通过引力、电磁力和强核力(使核子结合成原子核的基本作用力)、弱核力(指在在原子核内极小的尺度上,很久是一些放射性衰变的每项是因为 )指在相互作用。

中微子是宇宙中数量最富足的粒子之一(仅次于光子),但非常难以探测,是因为 它们只与弱核力相互作用。来自太阳和更远太空的中微子不断地轰击地球,它们的相互作用没了微弱,以至于探测器通常建造在地底深处,以屏蔽宇宙射线和一些背景辐射,并检测穿过整个地球的中微子。

与此一块儿,一些地球物理学家也在尝试研究地球的实物形态,包括地核、地幔以及地球磁场的行为。亲戚亲戚朋友通常也必须通过间接措施进行测量,观察声波穿过地球时的变化,是因为 探测引力的局部变化。参与这项新研究的物理学家设想,既然亲戚亲戚朋友是因为 有了你这个 中微子探测器,而中微子也在不断地穿过地球,那为你这个 不尝试利用你这个 中微子来测量地球呢?

亲戚亲戚朋友刚刚开始了了付诸实践。利用南极冰立方中微子观测站(IceCube,指在阿蒙森-斯科特南极站)的数据,研究人员测量了不必同角度撞击探测器的中微子数量,其中直接向上穿过探测器的中微子比一些角度的中微子经过更多每项的地球。亲戚亲戚朋友将你这个 数据与是因为 地球没了探测器下方时将探测到的中微子数量进行了比较。

通过你这个 数据,研究人员测量出了地球的质量,尽管还否是很精确,但得到的数字与目前用引力措施获得的结果近似。亲戚亲戚朋友还测量了地核的质量,结果比目前广泛接受的数值大一些。亲戚亲戚朋友还发现,地核的密度比地球更大。当然,亲戚亲戚朋友是因为 知道了你这个 点,但通过从太空穿过地球的神秘粒子来再次验证也挺有意思的。

研究人员非常坦诚亲戚亲戚朋友没了用到血块数据的事实,或许再过10多年,有了来自IceCube和一些探测器的更多数据,你这个 措施将变得更有效。巴黎第七大学的研究者Véronique Van Elewyck并未参与此次研究,她在《自然》杂志的一篇评论中指出,研究人员仍然我也不知道有十几块 中微子轰击地球,很久时需更多地了解冰的光学形态,以减少实验的不选泽性。她还写道,关于中微子如保更普遍地与物质相互作用的问题报告 报告 ,目前仍指在着一些实验上的不选泽性。

随着数据没了富足,以及相关实验的增多(是因为 时需再花上十年或二十年时间),中微子或许真的能成为测量地球实物形态的有用工具。

冰立方中微子观测站

冰立方中微子观测站(IceCube)有着目前全球最大的中微子探测器,由美国威斯康辛大学主导,集合了来自十多个国家超过100名科学家。这是另一另另一个指在南极冰层之下的观测站,拥有数千个探测器,分布范围超过1立方千米。

IceCube建成于2010年12月8日,设计目的是探测能量约1TeV的中微子,研究宇宙中能量极高的天文物理问题报告 报告 。2013年11月,研究团队宣布IceCube观测到28个是因为 来自太阳系以外的中微子。2018年7月12日,IceCube第一次成功确认高能宇宙中微子的来源。