中微子探测器是观测
中微子的
实验设备。 由于中微子只参与
弱相互作用,一般探测器需要建造得够大,以接收到足够数量的中微子讯号。 中微子探测器一般会选择建造在地底深处,以屏蔽
宇宙射线以及其它
背景辐射。
中微子天文学仍未成熟,现今已确认来自地球以外的讯号来源只有
太阳和超新星
SN 1987A。然而未来中微子观测站将“为天文学家提供透析宇宙的展新视野”。
中微子探测器是观测
中微子的实验设备。 由于中微子只参与
弱相互作用,一般探测器需要建造得够大,以接收到足够数量的中微子讯号。 中微子探测器一般会选择建造在地底深处,以屏蔽
宇宙射线以及其它背景辐射。
中微子天文学仍未成熟,现今已确认来自地球以外的讯号来源只有
太阳和超新星
SN 1987A。然而未来中微子观测站将“为天文学家提供透析宇宙的展新视野”。
超级神冈探测器装置是一个极大容积的50000吨纯水,并且在周围设置了11200个
光电倍增管。中微子入射后会产生的
电子和
μ子,光电管便可侦测电子、μ子所放出的
切连科夫辐射。
萨德伯里中微子观测站的探测方法类似,然而他们使用1000吨
重水作为介质。
2024年11月,江门中微子实验探测器主体建成。江门中微子实验探测器主体拥有世界最大的单体有机玻璃结构。江门中微子实验探测器主体的球形结构总共使用263块有机玻璃,每块的厚度为120毫米,对于如此大体积的玻璃球来说,这个厚度可谓“薄如蛋壳”。
中微子(意大利语:Neutrino,其字面上的意义为“微小的电中性粒子”,又译作微中子)是一种电中性的
基本粒子,
自旋量子数为½,以希腊字母ν标记。现在已经有证据表明其具有质量。但其质量即使相比于其他亚原子粒子也是非常微小的。它可能是现在唯一一种已探测到的
暗物质,是一种
热暗物质。
由于中微子是电中性的,同时还是一种轻子,因而其并不参与
电磁相互作用以及
强相互作用。其只参与
弱相互作用以及
引力相互作用。由于弱相互作用作用距离非常短,而引力相互作用在亚原子尺度下又是十分微弱的,因而中微子在穿过一般物质时不会受到太多阻碍,且难以检测。
中微子可以通过
放射性衰变以及
核反应等多种方式产生。由于太阳内部时时刻刻都在发生着核反应,而
超新星产生等过程也会伴随着剧烈的核反应,因而在
宇宙射线中可以检测到中微子的存在。地球附近所检测到的中微子大多来源于太阳。事实上,地球面向太阳的区域每秒钟在每平方厘米上都会穿过大约650亿个来自太阳的中微子。
人们现在认识到中微子在飞行过程中会在不同味间
振荡,比如
β衰变中产生的电中微子可能在检测时会变为μ中微子或τ中微子。这一现象表明中微子具有质量,且不同味的中微子的质量也是不同的。依据现在
宇宙学探测的数据,三种味的中微子质量之和小于电子质量的百万分之一。
弱相互作用(又称弱力或弱核力)是自然的四种
基本力中的一种,其余三种为
强核力、
电磁力及
万有引力。
次原子粒子的放射性衰变就是由它引起的,恒星中一种叫氢聚变的过程也是由它启动的。弱相互作用会影响所有
费米子,即所有
自旋为半奇数的粒子。
在
粒子物理学的
标准模型中,弱相互作用的理论指出,它是由
W及Z玻色子的交换(即发射及吸收)所引起的,由于弱力是由玻色子的发射(或吸收)所造成的,所以它是一种
非接触力。这种发射中最有名的是
β衰变,它是
放射性的一种表现。重的粒子性质不稳定,由于Z及W玻色子比质子或中子重得多,所以弱相互作用的作用距离非常短。这种相互作用叫做“弱”,是因为β衰变发生的概率比强相互作用低很多,表示它的一般强度比
电磁及
强核力弱好几个
数量级。大部分粒子在一段时间后,都会通过弱相互作用衰变。弱相互作用有一种独一无二的特性——那就是
夸克味变——其他相互作用做不到这一点。另外,它还会破坏宇称对称及CP对称。夸克的味变使得夸克能够在六种“
味”之间互换。
弱力最早的描述是在1930年代,是四
费米子接触相互作用的
费米理论:接触指的是没有作用距离(即完全靠物理接触)。但是现在最好是用有作用距离的场来描述它,尽管那个距离很短。在1968年,电磁与弱相互作用统一了,它们是同一种力的两个方面,现在叫弱电相互作用。
2022年5月,从中科院高能物理研究所获悉,在广东省江门市打石山地下700米深处,我国主持的第二个大型中微子实验项目——江门中微子实验,正在抓紧建设。在地下700米的实验大厅内,为实现有机玻璃球自上而下逐层安装的升降平台已安装完毕并顶升至38米,有如一个巨型“变形金刚塔”,为下一步有机玻璃球安装工作做好了准备。