神秘“幽靈粒子”中微子：來源於地球地殼下方

新浪科技訊 北京時間8月26日消息，據英國《每日郵報》報導，在過去的數十年裏，科學家們一直在努力，試圖找出一種被稱作“幽靈粒子”的神秘粒子——中微子的來源，它們是從哪些地方生出來的？

近日，科學家們使用一個位於義大利境內的地下裝置獲得了首個確鑿證據，證明在我們腳下的地殼下方正在不斷生出這種中性的亞原子粒子。這項研究成果將幫助我們了解地球內部放射性元素的種類以及生熱量的放射性衰變過程。

中微子生於不穩定原子發生的衰變核反應過程中，這種粒子常常會被形容為“幽靈粒子”，因為它們非常微小——其質量要比電子輕大約50萬倍。另外，更加重要的一點是這種微小的粒子本身不帶電，因此它們几乎不與其他粒子發生相互作用，當它們與原子相遇時通常都是直接穿過去。由於這種性質，這種粒子顯得愈發難以捉摸。

然而盡管與其他粒子發生反應的幾率非常非常小，但並不為零。而一旦發生相互反應，該過程中就會生一種閃光。此前科學家們正是利用這種效應證明了中微子的存在。而現在，科學家們證明了中微子正從地球內部被生出來，而這些“地球中微子”可以幫助科學家們窺探地球深部的奧秘。

科學家們能夠計算出每一種放射性同位素在衰變過程中將會生的熱量並評估其對多種地質活動，如火山以及地震所生的影響。根據英國廣播公司(BBC)此前的報導，地球內部生的熱量大致相當於全球所有電廠生能量總和的20倍以上。

地球內部的熱量很大一部分是從地球誕生時期保存下來的，但其中也有很多是來自地球內部放射性元素的衰變過程。但直到現在，沒有任何人能夠搞清楚地球內部究竟有多少熱量是來源於放射性同位素衰變過程的。

義大利格蘭薩索國家實驗室坐落於亞平寧山脈地下大約1.5公里，這裏安裝了一台Borexino中微子探測器。科學家們在這裏開展對中微子的研究工作。這台設備使用2200個探測器用於檢測中微子與這裏一個大圓球中盛放的大約200噸特殊液體之間相互作用時釋放出的閃光信號。

科學家們在時長2056天的數據中一共檢測到24個地球中微子信號，其中11個來自地幔，另有13個則來自地殼。通過對中微子數據的分析顯示，地球內部熱量中大約有高達70% 源自放射性同位素衰變，但這一數字仍然存在不確定性。

格蘭薩索國家實驗室的實驗粒子物理學家艾爾多·伊阿尼(Aldo Ianni)表示：“目前的置信度約為98%，這就意味仍然存在很小的可能性表明並沒有地幔信號的存在。”按照粒子物理學的標準，2%的誤差水平太高，還不足以被定義為一項“發現”。伊阿尼表示：“這種誤差看起來已經不大了，但按照物理學的標準，這個誤差仍然不夠小。”

而為了得到更加精確的結果，這裏的國際物理學家小組將需要連續收集17年的數據。未來，科學家們將會在全球不同位置上安裝更多的實驗探測設備，目的是了解在地球內部的不同位置上放射性同位素的分佈存在何種差異。(晨風)