“小身材”也擁有大能量 科學(xué)家首次借中微子為地球“稱重”

據(jù)英國《科學(xué)新聞》雙周刊網(wǎng)站5日報道，中微子是可以直接穿越整個地球的亞原子粒子，“小身材”也擁有大能量。現(xiàn)在，物理學(xué)家首次借助中微子測量了地球的質(zhì)量，并對地球內(nèi)部的情況進(jìn)行了探測，研究了從地殼到地核密度的變化。

來自西班牙微粒子研究所的3位物理學(xué)家在5日出版的《自然·物理學(xué)》雜志報告稱，通常情況下，科學(xué)家通過量化地球的引力以及研究穿透地球的地震波來確定地球的質(zhì)量和密度。而現(xiàn)在，他們僅利用中微子，對地球?qū)傩赃M(jìn)行了完全獨(dú)立的測試。利用南極“冰立方”(IceCube)中微子天文臺數(shù)據(jù)所獲得的新結(jié)果，與傳統(tǒng)測量結(jié)果相吻合。

在最新測量中，研究人員對高能中微子進(jìn)行了詳細(xì)觀測。高能中微子由來自太空的質(zhì)子和其他高能粒子撞擊地球大氣層時產(chǎn)生，其可以穿過整個地球。高能中微子在行進(jìn)途中停留的頻率，會揭示它們所穿過物體的密度。

從不同角度到達(dá)“冰立方”探測器的中微子會展示地球不同層的情況。例如，來自北極的中微子在到達(dá)南極之前會穿過地殼、地幔和地核;但從另一個角度到達(dá)探測器的中微子可能只穿過地殼。通過測量不同角度中微子的數(shù)量，研究團(tuán)隊(duì)推斷出地球不同部分的密度，最終得出了地球的“體重”。

盡管最新方法并未獲得有關(guān)地球的任何新發(fā)現(xiàn)。但研究人員指出，這一方法有望幫助科學(xué)家厘清是否地球的所有質(zhì)量都來自普通物質(zhì)。也許一些質(zhì)量要?dú)w因于某些會避開中微子的物質(zhì)，比如暗物質(zhì)?？茖W(xué)家認(rèn)為，暗物質(zhì)必須存在，才可以解釋他們在測量其他星系時觀察到的質(zhì)量缺失。如此，中微子可以幫助物理學(xué)家確定地球上是否存在這樣的暗物質(zhì)。(劉霞)

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