幽灵粒子（幽灵粒子会带人身体的能量吗）

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什么是幽灵粒子？有什么作用？它的作用有多大？

众所周知，人类对于未知的不断探索带动了科学的不断进步，而由古至今科学家们都一直在努力探寻那些难以捉摸的事情背后的秘密，并且试图解决宇宙中的大谜团。而在目前来说，在物质基本组成的电子家族中有一个幽灵粒子，幽灵粒子指的是质量微小并且不容易和其他粒子发生反应的中微子，而中微子可以作用在天体物理研究以及地表通讯研究方面，因此作用非常大。

首先，幽灵粒子指的是中微子。中微子的个头非常微小，比电子质量还要小五十多万倍，其次中微子不带有电荷，可以自由在地球穿行且几乎不和其他粒子发生反应，并且中微子运动速度接近光速，甚至可以超光速运动，因此科学家们便称中微子为幽灵粒子。在二十世纪初的时候，科学家发现原子核在释放电子的时候，损失的能量比带走的能量还要多，但是我们知道物理学上有能量守恒原则，因此科学家们提出中微子的概念，直到二十一世纪才正式捕捉到中微子。

然后，中微子的作用非常大，可以作用于天体物理研究和地表通讯方面。根据中微子的特性我们可以知道，中微子稳定性非常好，并且质量微小能够在星球内部自由穿行，所以中微子在天体物理研究上有很大的作用，也就是利用中微子的特性来给天体星球做一个扫描，通过探测天体内部的中微子变化来获取其内部的信息，比如勘探地球断层、准确发现宇宙射线来源等等。其次还可以利用中微子的穿透性来传递信息，也就是中微子通讯，我们都知道地球表面有众多建筑物以及地形的遮挡，所以电磁波的 *** 需要通过卫星或者地面站，而中微子的穿透性可以直接穿过地球，并且其穿透过程中损耗小，可以使通讯不再需要通过复杂昂贵的卫星站或者微波站。

最后，中微子中蕴含着非常多秘密，但是其能量过弱而导致科学家们没有办法像其他粒子一般去分析研究，希望以后能够有更先进的探测技术来填补中微子模型的空白。

何谓幽灵粒子？

幽灵粒子，是指中微子。中微子很神秘，一个小小的粒子，居然能穿过地球。从太阳出发的中微子，只要8分钟就可以到达地球。1000亿个中微子与地球相遇，几乎全部都能顺利地穿越地球，再次进入茫茫的宇宙之中，只有1个中微子可能与地球上的原子发生作用。

什么是幽灵粒子？它的作用有多大？有什么科学依据？

所谓的灵魂粒子实际上是中微子，很多人就问，为什么它被称为灵魂粒子，事实证明，中微子没有充电并以接近光速的速度旋转1／2，它们的质量非常轻，不到电子质量的千分之一，大概在2011年9月的时候，作为一个被发现能够超过光速的粒子，它像幽灵一样存在，科学家将其描述为幽灵粒子，因为这种粒子很小，所以他是没有电荷的，它可以自由地穿过地球。

几乎不与任何物质相互作用，宇宙中所谓的 *** 人就像一个幽灵，我们知道原子基本上是由中子组成的，中子衰变为质子和电子，能量将会损失，据了解到的信息，著名的哥本哈根物理学学派的创始人尼尔斯·玻尔认为衰变过程中的能量守恒定律是无效的，特别是在1931年春天的时候，国际核物理会议在罗马举行。

当时，世界顶尖的核物理学家聚集在一起，包括海森堡，泡利、居里夫人等，泡利在会上提出，衰变过程中的能量守恒定律仍然是正确的，能量损失的原因是中子作为一种大质量的中性粒子，在衰变过程中成为质子，电子和一种小质量的中性粒子，正是这种小质量粒子带走了能量，偷走泡利预言的能量的小偷他其实就是一个中微子。

当前因为电子设备的充电程序是电子流通过电线和电路进入设备，这些颗粒不仅体积庞大且难以控制，可能还会导致能量损失，如果我们可以直接用外尔费米子代替它，那么费米子装置可以确保电流几乎没有损失，并且可以确保在几乎没有能量损失的情况下完成高功率计算。

关于什么是幽灵粒子它的作用有多大有什么科学依据的问题，今天就解释到这里。

什么是幽灵粒子？它的作用有多大？

所谓的幽灵粒子，就是中微子。

起源

1930年，由于β衰变出现了能量不守恒的结果，泡利认为有一种当时还无法被检测的新粒子带走了缺失的能量。

这是一个新的、相当奇怪的粒子。微乎其微，精力充沛，没有电荷，也不一定有任何质量，它几乎是无法探测到的。费米将这种粒子取名为“中微子”。

宇宙中有大量的中微子，我们自身每秒钟也遭到数百万亿个中微子轰炸，然而我们对此却毫无感觉。它们几乎横行无忌地穿梭于宇宙空间，但有时也会参与弱相互作用，而被捕捉。

中微子探测器

2010年，在南极洲冰层 下面 一英里深处建成了一个 冰立方中微子天文台 （IceCube Neutrino Observatory），专门用来探测宇宙射线中的中微子。

实际上，它是一块1立方千米的古代冰块，约10亿吨，周围是感应器。这些感应器可以用来探测在宇宙射线中和其他亚原子粒子一起运动的中微子，那零星点点的撞击。

冰立方主要集中在贯穿地球的粒子上。换句话说，这个望远镜是向下看的。

中微子可能很幽灵，但偶尔它们也会撞上一个原子，产生一个叫做μ子的亚原子粒子，而它更容易被看到。

但这个几率十分之低，物理学家就只得增加更多、更大的碰撞目标，就像 *** 玩家通过购买数百张 *** 来“保证”中得头彩一样。

当中微子穿过冰层时，一旦“中奖”产生μ子，这些粒子可以被推进到比光速还要快的速度。

你可能听说，没什么比光更快的了。是的，但那只是在真空中。光子在进入像冰这样的致密物质时，实际上会慢一点。但其他亚原子粒子，如μ子和电子不会慢下来。

当粒子在冰这样的介质中移动得比光还快时，它们就会产生称为“ 切伦科夫辐射 ”的发光现象 。

就像如果你跑得比声速还快的时候，你就会产生一阵噪音。当粒子比光移动得更快时，它们就会留下令人毛骨悚然的拖着蓝光的尾迹，就像快艇在水中留下的尾迹。

模拟的中微子撞击原子。

追踪中微子

由于中微子与其他形式的物质根本不相互作用，也没有任何电荷，所以地球的磁场也不会使它们偏转。可以说，它们几乎以一条相对直线的方式穿过宇宙，因此我们可以追踪到它们的源头，并了解宇宙深处发生了些什么。

2017年9月，一股相当于LHC中粒子能量40倍的宇宙射线击中了冰块，一分钟内，天文台的计算机就计算出中微子来自猎户座的方向。几乎同时， 费米伽玛射线太空望远镜 （the Fermi Gamma-ray Space Telescope）探测到星系在同一方向上的能量活动增加。世界各地和太空中的观测站也发现了这一现象。

虽然还不能完全确定，但这也算第一次追踪到一个高能中微子的来源。

总结

首先，中微子这种穿越星际尘埃的能力允许它们携带来自宇宙遥远区域的信息。如果我们能结合电磁辐射、中微子甚至引力波来探测宇宙，科学家将更容易地窥视更遥远的宇宙深渊。

其次，一些中微子比最狂野的伽马射线更有冲击力。就像你不能从冷火中提取热煤一样，你也不应该像普通恒星那样从“冷”源得到“热”中微子。换句话说，这些中微子可能传递一些令人兴奋的热气物质--中子星、活跃的星系中心和爆炸恒星的信号。

最后，根据某些情况，低能中微子可能只占宇宙质量的一小部分，但它们在宇宙演化中起着关键作用。

就像在爱情与古董一样，“难以得到的”总是“最想要的”。如果我们能提取中微子的信息，必将改变人类探秘宇宙的 游戏 规则。

什么是幽灵粒子？它的作用有多大？

随着对未知世界探测领域的拓宽和技术的不断进步，人们不但对宏观宇宙的形成和发展规律方面的认知日新月异，而且对微观层面的物质组成及相互作用的规律也日渐深入。而在微观领域中，中微子的发现可谓一波三折，因为其难以观测性以及随之引发的物理特性，使科学们差点放弃了之前所有的理论基础，这一无比神秘的微观粒子也被人们形象地称之为“幽灵粒子”。

中微子到底是什么？

中微子可以说无时无刻地不存在我们的周围，它是宇宙大爆炸之后释放出来的最基本的微观粒子之一，在后来的研究中，科学家们发现，无论是恒星内部核聚变、超新星爆炸、放射性元素衰变、等离子体加速器中，都有它们的身影。我们每一立方厘米的身体中，平均就有每秒上百亿个中微子穿过，而我们一点感觉都没有，它们来无影去无踪，就像幽灵一般鬼魅，给它冠以“幽灵粒子”真是名副其实。

从现代对微观粒子的研究结果来看，中微子属于轻子的一种，是宇宙中最基本的微观粒子。我们知道，原子是由中心的原子核以及核外电子构成的，而原子核包括质子和中子，这里面并没有含有中微子。实际上，只有当原子核的结构被打破，更加微观的粒子重新组合之后才会伴随着中微子的产生。

中微子和中子仅有一字之差，表明它们既有联系又有区别。其相同之处在于都不带电、具有1/2自旋特征，而且由于它们具有的强自由性，使得在一个体系的量子态上，都仅有一个这样的粒子存在，因此中子和中微子都属于费米子。而它们之间的区别在于中子属于强子，不是基本粒子成员，有相应的静止质量；而中微子属于轻子，不参与强相互作用，可能存在静止质量（目前科学界还没有定论）。

中微子到底是怎么发现的？

在微观物理关于基本粒子体系还没有建立起来之前，科学界并没有认识到中微子的存在。在爱因斯坦提出质量守恒定律之后，关于物质发生物理或者化学变化，性质发生改变之后，科学界认同的是在一个封闭系统中，物质变化之后的质量总和和变化之前的数值相等。后来，随着人们研究尺度的进一步深入和细化，特别是在发现具有放射性物质之后，随着核裂变的进行，组成物质的质量总量会随着反应的进行而发生亏损，同时释放相应能量，这种质量的亏损和能量的释放，就不能完全用质量守恒定律来解释了。

于是爱因斯坦据此提出质能守恒定律，将物体的质量作为能量的一种表达方式，将质量和能量进行了统一，并且提出了质量和能量的对应关系，即E mc^2，从而解释通了放射性物质通过核裂变，所引发的质量亏损现象是由于能量的释放所造成的，于是铸造起了物体质量和能量的统一这个物理学最基本的基石。

然而，当科学家们在随后的科研工作中，发现中子在衰变为质子和电子，即β衰变的过程中，通过精确测量反应后的能量总量，与反应前进行对比，仍然会有一定的能量亏损，在排除实验误差之后，这种现象仍然没有得到解决，似乎用之前的质能守恒定律不能完美解释这一问题，当时也无从知晓到底问题出在哪里，于是哥本哈根学派的鼻祖之一玻尔就此认为，在β衰变过程中，将不遵守能量守恒定律，被科学界奉为铁律的这一定律也面临着被推翻的危险。

随后，在上世纪30年代召开的国际核物理会议上，众多物理学界的顶尖学者就此问题展开了激烈讨论，有人与波尔的观点一致，认为质能守恒定律不正确，需要重新建立物理学界的基石。而其中也有人持不同观点，比如泡利，它认为在β衰变过程中，能量的亏损是由于中子在衰变过程中，在产生质子、电子的同时，还同时产生了一种更为微小的中性粒子，由于这种粒子的特殊性，并未被监测到，正是这种更加微小的中性粒子将其中的一小部分能量带走了，而爱因斯坦提出的能量守恒定律依然是正确的，带走的这部分能量即为通过实验计算出来的能量亏损数值。

随后，费米根据泡利的观点，应用相对论量子力学的理论，通过狄拉克辐射的产生和湮灭等方式，推导出了费米子的寿命公式及其衰变的连续能谱公式，进一步阐述清楚了β衰变的过程和规律。按照费米的这个结论，科学家们逐渐意识到产生能量亏损的这种特殊微观粒子，总是在中子发生衰变之后，产生质子的同时，与电子同时出现。后来科学家们又用实验的方法，即应用K-俘获原子的反冲测量实验，测出了原子的反冲能，然后间接地证实了中微子的存在。

中微子的神秘之处

中微子不同于其它构成原子的基本组成，正是因为它的诸多神秘特性，造成了它的难以观测性，以至于在科学家发现原子的基本结构之后的很长时间才得以被间接地观测到。中微子的神秘特性主要表现在：

一是它几乎不与任何物质产生反应。 在宇宙中最本的四种力（引力、电磁力、强核力、弱核力）中，中微子除在β衰变过程中自然引发的弱作用力外，基本不参与其它三种力的作用过程。至于引力，由于中微子的静止质量到底是多少，科学界仍然没有统一明确的结论，所以因质量带来的引力作用也微乎其微，而电磁力和强核力中微子就根本不会参与其中，而这两种力，是我们日常生活中和微观粒子实验中最常见的力的作用，中微子不会与之产生相应反应，因此自由度非常高，而且极难被捕捉到。

二是它的强大穿透性。 这种特性基于其高度自由性，不参与可以被我们应用观测的方法可以探知的电磁力作用，无论是我们用肉眼还是监测仪器进行探测，其原理都可以归结到电磁力上。同时，中微子也不参与微观粒子之间强核力作用，不受任何强核力和电磁力的干扰，从而可以很轻松地穿过由原子和亚原子构成的宏观物体和微观环境。因此，中微子穿透我们的身体、地球、甚至更大质量的恒星都不在话下。

三是质量的争议。 按照物理学标准模型，一个粒子的质量可以通过希格斯机制进行推导，但是中微子只有1/2自旋，无法通过耦合的方式获取其质量，因此理论上其质量为0。但是，科学家们通过实验的方式探测到中微子会发生震荡现象，即从一个区域产生的电中微子，可以在另外一个区域转变为另外的μ中微子或τ中微子，而微观粒子的“震荡”是其具有静质量的衡量标准，至于这个质量的获得，势必应该是突破了现有微观粒子标准模型之外的其它神性机制造成的，目前科学家们对此正在进行着深入的研究和论证。

四是接近光速。 中微子不但体积微小、穿透力强、基本不参与其它力的作用之外，还具有超高的速度。而通过之前的中微子震荡实验，表明了它应该具有微小的质量，因此它的运动速度不会达到光速，但非常接近光速，这给人们对它的直接监测也带来了非常大的挑战。

总结一下

中微子是这个世界最难捉摸的基本粒子了，它的来去无踪、高度自由以及极强的穿透力，使科学家们对它极难加以直接观测。在被证实存在中微子震荡之后，关于其质量形成的深层次原理和机制的研究必将越来越深入，从而为将来人们更加全面地了解微观世界的运动规律，以及在此基础上掌握宏观宇宙的更多奥秘，提供更多的理论依据。

幽灵粒子其实就是中微子，至于为什么叫它幽灵粒子，完全是因为这种粒子很难被人们捕捉到，就跟幽灵一般。可以这么说，在目前已知的所有基本粒子中，中微子是最难被探测到的。当然在宇宙中，还存在着一些我们目前无法探测到的粒子，例如：比中微子速度稍微慢一点的暗物质粒子，我们也称其为冷暗物质。

暗物质粒子比中微子更加神秘。虽然我们人体对中微子和暗物质粒子无感，但是它们切切实实充斥着我们周围的空间，每秒钟就有数万亿个中微子和暗物质粒子穿透我们的身体。

那么我们是如何发现中微子的？

首先说下，我们能发现中微子却发现不了暗物质粒子，是因为中微子不仅在宇宙的早期被大量的保存了下来，其数量仅次于光子，是宇宙中第二多的粒子，而且中微子还是核反应的副产品。但是暗物质粒子我们只知道在宇宙早期生成了这种粒子，但它们目前不参与任何形式的反应，所以我们无法去探测暗物质粒子。

现在我们回到中微子，这种粒子的发现得益于我们人类对小尺度或者是核反应的发现与研究。在此之前，我们认为宇宙中基本的守恒法则是质量守恒，因为人们发现不管是哪种化学反应，还是物理作用，也就是说你不管把一个物体让它经历怎样的化学变化，或者通过物理的方式捶打成任何的性状，反应之前的物质质量总和总是反应后生成物的质量总和是相等的。

以上的思想就是我们上中学时，写化学方程式的原则，也就是物体的质量是不会发生变化的。但是当人们的研究尺度从原子层面走向了原子核，能量形式从化学反应走向了核反应，就发现了质量守恒这个准则出现了问题。因为在自然界中有些较重的原子核，一般来说比铅重的元素都会发生衰变，衰变的方式就是通过释放α粒子（氦原子核）或者β粒子（单个电子）转变为更轻的元素。

这种神奇的反应会导致物质的质量明显的缺失，让人们不禁会想：这是不是违反了质量守恒定律。事实证明，当爱因斯坦通过狭义相对论方程推导著名的E=MC^2以后，人们才知道质量其实是能量的一种变现形式，而原子核发生核反应以后，生成物质量的缺失是因为有一部分质量通过能量的形式消散掉了。而之前的化学反应没有发现质量缺失，是因为消散的能量实在是太小了，甚至可以忽略不计。

至此，维持了几千年的质量守恒定理就被改写为能量守恒，也就是说，在一个封闭的系统中，物质不管是经历怎样的变化，能量永远是不会凭空消失的。当人们在仔细测量放射性原子的β衰变时，又发现了问题。这一次让很多的科学家很恼火，甚至是有人都想放弃能量守恒这个铁律。

因为放射性元素在发生β衰变以后，通过测量反应前后的能量总量，依然发现了有很小的一部分能量缺失，但这种缺失并不能忽略不计。而当时人们并没有发现在β衰变的过程中还生成了什么粒子。所以就连当时的科学大牛波尔都开始怀疑能量守恒可能是错的。

这种情况其实只有两种选择，要么彻底放弃坚持了几个世纪的铁一般的定律，要么就是在反应中肯定还生成了我们未知、并且目前还无法探测到的粒子，它们在生成时带走了一部分能量。物理学家泡利选择了后者。在宇宙中除了能量守恒，还有电荷守恒，在反应前后并没有发现电荷发生任何的变化，所以泡利认为这种新的粒子和中子的性质一样不带电荷是中性的，而且质量很小，因此当时称其为微中子，后来才更名为中微子。

到了1950年美国物理学家柯万（Cowan）和莱因斯（Reines）等人，通过氢原子核，也就是质子，捕捉核反应堆中生成的反中微子，发生反β衰变成功的证明了中微子的存在。并且在1995年获得诺贝尔物理学奖。虽然发现了中微子，但是它的质量一直困扰着科学家，知道现在都没有解决中微子的质量问题。

那么中微子为何如此难以探测呢？

中微子难以探测主要有以下几个方面：

首先不参与电磁相互作用是最主要的原因。 在自然界中存在着四种基本力（电磁力、引力和强核力、弱核力），其中电磁相互作用力和引力是生活中最直观也是影响最远，最广泛的两种力，我们人类目前所掌握的探测手段，基本都集中在电磁力上。而中微子不带电荷，所以不发生电磁相互作用，因此中微子可以轻松的穿透任何物质原子。

再一个就是中微子质量极低，而且个头也小。 中微子和电子一样属于轻子，但中微子的质量比电子要低得多，而且反应横截面很小，它和原子核或者任何粒子相撞的几率非常低，也就是中微子很少会参与弱相互作用。因此它的穿透能力极强，5光年的铅块才能勉强挡住中微子。

最后一个就是，中微子质量的问题。 标准模型预测中微子没有质量，但是我们在观测太阳中微子的时候发现捕捉到的中微子是预测总量的1/3，这说明中微子有很大一部分消失了。这就是著名的太阳中微子问题，后来人类才知道，中微子并没有消失。而是中微子也存在三种味（电子中微子，μ中微子和τ中微子），这三种中微子可以通过弱相互作用互相转换。这说明中微子存在质量，这也就是我们常说的中微子震荡，指的就是中微子相互之间的转换。

以上就是中微子的一些性质，以及它为何难以被发现的原因。

深入地下700米捕捉“幽灵粒子”，到底什么是幽灵粒子？

位于广东开平地下700米的密室，将有世界上更先进的粒子物理研究，在地下700米的地方捕捉幽灵粒子。这是世界上最大的地下实验室，形状像地球，中微子实验正在这里悄然进行。中微子，这种几乎看不到和捕捉不到的“幽灵粒子”，是组成物理世界的一些最基本的粒子。

“幽灵粒子”可以在地下700米的地方被捕捉到，已知的中微子有三种:电子中微子、缪子中微子和陶子中微子。中微子，也被称为中微子，是一种轻子，是组成自然界的最基本粒子之一。在20世纪早期，科学家们发现当原子核释放出一个电子时，它带走了一些能量。经过仔细的计算，损失的能量比电子带走的能量还要多，而且还损失了一些能量。在国际上，中微子探测是一个备受争议的领域。中微子不带电荷，质量也很小，被形象地比喻为基本粒子中的“隐士”，几乎不与任何物质互相反应。

“幽灵粒子”的发现将对智能手机等移动设备产生巨大影响。目前的充电原理是电子通过导线和电路流入设备，而电子不仅体积庞大且难以控制，还会导致能量的损失，如果使用外尔费米子，就可以保证在大功率计算的情况下几乎没有能量损失，甚至可以实现一年的设备充电。幽灵粒子的发现对智能手机有特殊的意义，它可以解决智能电子设备中电池寿命短和电池消耗快的问题。

自从1956年在核反应堆中首次发现中微子以来，科学家们已经从许多来源探测到了中微子，包括太阳、大气和地球，但没有在粒子对撞机中。理论表明，大多数对撞机中的中微子都具有极高的能量，而我们对这些高能中微子如何相互作用知之甚少，因此对撞机中产生的中微子可以为中微子提供新的线索。

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