科學家在實驗中首次觀測到了地球中微子 _科學

意大利科學家在最新一期國際著名學術期刊《物理世界》上報告說，他們在實驗中首次觀測到了地球中微子，即來自地心的反粒子。
實驗室負責人貝利尼稱，利用意大利核物理研究所格瑞·薩蘇國家實驗室安裝在地下1000多米深處的巨型BOREXINO探測儀，科學家觀測到了地殼下幾千公里深處放射性元素衰變時釋放出的中微子。根據獲得的數據，科學家們將可以更好地了解地球內部的化學成分，從而更精確地預測地震和火山爆發等突發事件。
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，它沒有質量、也沒有電荷，地幔內的放射性物質在衰變為更穩定物質的過程中，會釋放出中微子。科學家認為，鈾和釷等物質衰變產生的熱能占整個地熱能的50%以上，但具體比例是多少還不明確。地熱導致地幔中產生對流氣流，而這種對流氣流會影響火山的活動和地球的板塊運動，因此，測量地核和地幔釋放出來的中微子數量及它們的能量，可讓科學家確定地核和地幔中不同放射性物質的組成比例以及產生熱能的多少。
2005年，日本和美國的科學團隊聲稱，他們使用位于日本“神岡礦”的KAMLAND裝置，探測到了地球中微子的“跡象” 。但鑒于附近的核電站也會釋放出大量放射性物質，因此，有科學家認為，該研究結果還不足以確切地證明地球中微子來自于地心處。
而意大利科學家在此次探測實驗中全力排除了任何可能的干擾。他們使用的BOREXINO中微子實驗室是全球最“深”的實驗室之一，探測器直徑約為18米，由層層的防輻射層構成，外層儲存槽填滿2400噸純水，由一個巨大的不銹鋼球體支撐，球體上有超過2200多個光電管。球體內部分成兩個尼龍容器，每個容器中都包含有純探測液。
當中微子將探測液中原子的電子撞擊而出時，電子穿越液體的過程中會產生光子。不銹鋼球壁上的光電管探測到單獨的光子并予以記錄，這個實驗可將其他放射性元素產生的光子訊號濾除，背景輻射雜音比其他類似實驗也要低很多，因此能探測到低能中微子。
研究人員表示，BOREXINO探測器的最新發現將為直接測量地殼深處的化學性質奠定基礎。通過將BOREXINO得到的數據和地球上其他地方的實驗室獲得的數據結合在一起，科學家最終能夠探測到地心處放射性物質的相對質量，從而比較精確地了解地幔產生了多少熱能、火山對流運動的大小以及地殼如何運動等信息。
【科學家在實驗中首次觀測到了地球中微子】
科技日報(劉霞)