• 中文
  • 注册
  • 查看作者
  • 新的研究表明,中微子或阻止了早期宇宙的自我灭亡

    我们可以在实验室中通过能量创造物质。粒子加速器一直这么做。当我们这样做的时候,其中创造出来的一半都是物质,而另外一半是反物质。在物理学中有一种对称性,它需要物质和反物质等量地出现。但是当我们环顾宇宙,我们看到的是物质。所以大爆炸是如何创造出我们所看到的所有的物质而没有创造出等量的反物质呢?答案可能是中微子。

    新的研究表明,中微子或阻止了早期宇宙的自我灭亡

    物质和反物质有点像宇宙双胞胎。对于每种类型的物质粒子,都有一个相关联的反物质粒子。这两个最主要的区别就是他们的电荷。例如,一个电子带负电荷,而单电子(通常称为正电子)带正电荷。质子带正电荷,而反质子带负电荷。

    新的研究表明,中微子或阻止了早期宇宙的自我灭亡

    物理学中的各种基本对称性。

    物理学中的一种基本对称是电荷守恒。宇宙中的总电量呈零,而且不会改变。因此,若产生一个带电的物质粒子,就必定有另一个与之相对应带负电的反物质粒子。这种对称性理论对物理学有着深远的意义,基于此理论,天文学家们提出,“大爆炸”产生时的物质和反物质的量相等。大爆炸之后不久,必定有某种东西使宇宙的物质恰好比反物质多。这正是疑问所在。是什么样的物质能够使宇宙打破物质与反物质之间的对称性。科学家们把目光转向了中微子。中微子是不带电的基本粒子。 但中微子都有一个特性,叫“弱同位旋”,这就意味着每一种中微子都有与其相对应的反物质。

    新的研究表明,中微子或阻止了早期宇宙的自我灭亡

    但中微子各不相同的原因有二。第一,它们的质量是未知的。 一个中微子或有三种不同的质量,一个典型的中微子是三者的量子叠加。这就是中微子可以震荡后转化为两种不同的味的原因。第二,值得一提的是它们的手性。

    新的研究表明,中微子或阻止了早期宇宙的自我灭亡

    [图片]左手手性和右手手性。公共领域的图片。

    每个基本粒子都有一种类似于自转的性质,即“自旋”。当粒子在宇宙中快速穿移时,自旋运动的方向可能与粒子的运动方向相同,也可能相反——前者被称为右手性,后者则被称为左手性。物质粒子和反物质粒子都会具有其中一种手性,但中微子是一个例外。中微子永远都是左手性的,而反中微子则永远都是右手性的。没有人知道这一现象的成因为何,但有一种猜想是,手性可以通过“跷跷板机制”影响中微子的质量。在这一模型中,同时存在右手中微子和左手中微子,但由于它们的质量太大,所以不会产生典型的粒子相互作用。“跷跷板机制”可以解开当下宇宙中最重要的谜题。

    新的研究表明,中微子或阻止了早期宇宙的自我灭亡

    图解:宇宙相变是如何创造物质宇宙的

    来源:美国国家航空和宇宙航行局及欧洲航天局,斯皮策科学中心/加州理工学院-喷气推进实验室,经东京大学卡弗里数物联携宇宙研究所修改。

    新的研究表明,中微子或阻止了早期宇宙的自我灭亡

    具体猜想是,宇宙中出现物质和反物质后不久,宇宙就发生了相变,其中化为重中微子的反物质数量要多于转化为重中微子的物质数量。宇宙的总电荷始终为零,正反物质的平衡也得以维持,但剩下的大部分是规则物质和重反中微子。这个猜想很棒,但如果不能加以证明,任何猜想都是毫无意义的。有一个团队提出了一种似乎可行的方法。如果发生相变,则质量的转移将在整个可观测宇宙中产生重力波。该团队在近期工作中提出,未来的重力波望远镜应该可以探测到这些重力波。如果该团队的猜想正确,那么宇宙学的一大谜团将得以解开。

    新的研究表明,中微子或阻止了早期宇宙的自我灭亡

    相关知识

    一个中微子是一个费米尔(自旋为1/2的基本粒子),只通过弱的亚原子力和重力相互作用。中粒子之所以被这样命名是因为它是电中性的,并且因为它的静止质量很小(-ino),以至于人们一致认为它是零。中粒子的质量远小于其他已知的基本粒子的质量。弱力的作用范围非常短,中立的相互作用及其微弱,并且中粒子不参与强相互作用力。因此,中粒子通常可以不受阻碍且不被检测地穿越正常物质。

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3.technology-Viva La,Swilop,南特李,-MJR-,NGC 1952

    如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除

    转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

  • 0
  • 0
  • 0
  • 2.2k
  • 请登录之后再进行评论

    登录
  • 实时动态
  • 做任务
  • 偏好设置
  • 返回顶部
  • 单栏布局 侧栏位置:
    新的研究表明,中微子或阻止了早期宇宙的自我灭亡-海报-博科园
    海报正在生成中,请稍等...
    关闭窗口
    下载海报