1光年厚的铅板都不一定挡得住中微子,中微子为何穿透力那么强?( 二 )


1光年厚的铅板都不一定挡得住中微子,中微子为何穿透力那么强?
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中微子穿透地球
因为中微子很难与其他物质发生反应 , 如同雁过不留痕 , 哪怕肆无忌惮地穿行宇宙 , 也无法被人们所发现 。 就算是在宇宙中 , 假设一个中微子在宇宙行走1亿光年 , 也只会有一半的概率才会发生反应 。
并且恒星核聚变产生的光子和中微子 , 光子也跑不过中微子 , 太阳系的光子从核心到达表面要经历14万年的漫长时间 , 遭到无数的阻拦 , 才能够磕磕碰碰地逃出太阳 , 中微子却不受任何的限制和约束 , 几秒的时间就能跑出来 。 这些都说明了中微子极强的穿透力 。
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中微子逃出太阳
这其实与宇宙中的四种基本作用力也有着很大的关系 , 即原子核层面的作用力核力 , 同样也被叫做是强力、弱力 , 以及在我们的生活中时常都会接触到的引力和电磁力 。
根据基本作用力的强度来比较 , 其中强力是最大的 , 引力则是最小的 , 粒子构成物质也就是依靠着这种作用力 。 人类通常是根据电磁力来观测粒子 , 但是中微子并不理会电磁力 , 并且受到引力的影响非常小 , 也是为什么中微子的穿透力如此强大的原因之一 。
因为从微观的角度来讲 , 构成物质的粒子与粒子之间其实有着非常大的空隙 。 比如一个原子 , 原子核的质量非常大 , 几乎是整个原子质量 , 但是原子核的大小却非常小 。
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原子核的组成
假设原子的直径经过放大能有地球那么大 , 原子核在其中就只是沧海一粟 , 相当于一栋高楼 , 电子就更小了 , 如同鸡蛋的大小 。 就算是把原子核外面的电子全部都放进这栋大楼中 , 加起来也仅仅只有20余米 。
中微子只会与物质发生弱相互作用力 , 但是这种作用距离过于短 , 而且仅仅存在于原子核里面的夸克上面 , 如果要发生反应 , 那么只有当中微子非常巧合地撞在原子核的夸克怀里的时候 。
然而上面也说了 , 中微子和夸克本身也都非常小 , 假设中微子直径能有1毫米 , 那么夸克只有10厘米 , 但是原子核却比它们大了无数倍 , 是10000千米 , 可以想象 , 这个“巧合”到底有多么难以发生 。
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中微子与质子相互作用
这些都说明了在微观的世界里 , 我们人类眼中的一切物质 , 对于质量非常小的中微子来说 , 全都是遍布缝隙的“破筛子” , 而且中微子因为本身并不带电 , 速度接近于光速 , 也很难发生相互作用 , 因此穿越地球和人类也不过简简单单 , 轻轻松松 。
1光年厚的铅板?
金属铅一般被人类认为是防辐射的材料 。 通常来说 , 是否能够防辐射需要考虑原子序数和物质密度两个条件 。 但是越大的原子序数不说它自己就有放射性 , 数量也很稀少 , 生成环境还很难 , 成本极高 。
铅的原子序数就相对来说比较高 , 而且没有放射性的存在 , 同时密度为11.3克/立方厘米 , 比它密度高的一般都较为昂贵 , 不适合用来充当防辐射的物质 。
1光年厚的铅板都不一定挡得住中微子,中微子为何穿透力那么强?
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铅元素
虽然铅的密度很大 , 1光年的铅板也有一定的厚度和引力 , 但是中微子在穿过大量铅原子构成的钢板时 , 缝隙依旧非常巨大 , 一个中微子只要没有傻愣愣地刚好撞上夸克 , 就可以一直不停 , 直到穿过这1光年的距离 。
因此1光年厚的铅板不一定能够阻拦中微子 , 只有5光年的厚度 , 铅板才能有足够的力量阻挡中微子的运动 。
中微子的相关研究?
根据推算 , 每一秒的时间里 , 每一平方厘米的地表就会被600亿个中微子穿过 。 那么人类是否会受到中微子的影响呢?
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数目众多的中微子
实际上人类基本随时都处在中微子的“汪洋大海”之中 , 每一分每一秒都被无数的中微子穿过 , 并且这并非是短时间的 , 而可能是从古至今 , 从宇宙诞生开始就开始发生的 , 就如同空气一样对于人类身体而言是极其普遍和常见的存在 。 因此 , 中微子对人类本身并没有什么影响 。
但是如果人类能够抓住中微子 , 掌握利用中微子的方法和技术 , 则将对人类的科技发展产生巨大的推动促进 。