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探测器捕捉神秘中微子夜间变形 & 大麦哲伦星云现慢版旋转木马场景
探测器捕捉神秘中微子夜间变形 & 大麦哲伦星云现慢版旋转木马场景
2014/2/20 13:22:58 | 浏览:2498 | 评论:0

探测器捕捉神秘中微子夜间变形 & 大麦哲伦星云现慢版旋转木马场景

日本超级神冈探测器内部

  幽灵般的粒子在黑暗里更加活跃,中微子探测器首次显示粒子在经过地球时会改变形状。由于来自太阳的中微子从阳光照射的一面不可避免的要经过地球,因此在夜间探测器观察到了这种效应。

  中微子几乎无质量,众所周知它变化的非常快,几乎不与其他大多数物质发生相互作用。它有三种形式——电子中微子、μ介子中微子和τ子(陶子)中微子,三者可以在毫无警示的情况下随意变换,这种效应被称为中微子振荡。

  太阳核心会产生不同能量的电子中微子,但探测器监测到的高能量电子中微子比预测的要少得多。其中一项理论认为这些中微子在离开太阳经过密集的等离子体时变换成其它形式。与地球某些不那么密集的物质发生的相互作用导致它们又再次变回来。如果事实的确如此,那么探测器应该能够在夜间观测到更多高能量中微子。

中微子物质

  位于日本的超级神冈探测器显示了这一过程的确发生了。“在太阳中微子共同体里,人们一直都在等待这一刻。”研究小组成员、美国加州大学尔湾分校安德鲁·瑞恩肖(Andrew Renshaw)这样说道。“这是第一批直接证据表明中微子振荡存在物质效应。”

  测量物质对中微子状态翻转产生的效应有多大将对于校准其它实验以及寻找新的物理现象非常重要,这些实验利用中微子调查为什么宇宙里的物质比反物质数量更多。“这是预期效应,如果它不存在,我们将非常着急和痛苦。”英国帝国理工学院的亚瑟·斯卡波特(Asher Kaboth)这样说道,他也在日本进行T2K中微子振荡实验。“但它如预期的出现了,这对于帮助我们进行接下来的测量非常重要。”


大麦哲伦星云现慢版旋转木马场景(林小春)

探测器捕捉神秘中微子夜间变形 & 大麦哲伦星云现慢版旋转木马场景

大麦哲伦星云内部(神秘的地球插图)

  银河系“邻居”大麦哲伦星云的中心正呈现慢动作版本的旋转木马场景。根据18日公布的哈勃太空望远镜测量结果,它旋转一圈的时间为2.5亿年,与太阳系围绕银河系中心公转的周期相当。这也是科学家首次利用哈勃望远镜精确测定一个星系的旋转速度。

  大麦哲伦星云距地球约17万光年。美国航空航天局当天发布消息说,过去7年中,研究人员利用哈勃望远镜测量大麦哲伦星云内部恒星的平均运行速度,并据此计算出星云中心部分的旋转速度。此前,星系旋转速度只能根据星系发出的光谱中谱线的移动即多普勒效应来推算。

  “事实上,这是我们首次从太空观测到一个星系的旋转,”研究第一作者、美国太空探测科学研究所的鲁兰德·范德马雷尔说,“您可以把大麦哲伦星云想象成一个挂在天上的时钟,其指针需要2.5亿年才能走完一圈。我们都知道它的时针在转动,但即便利用哈勃望远镜,我们也需要盯着它看几年,才能发现它在运动。”

  美国航天局说,哈勃望远镜是目前唯一有能力观测星系旋转的天文望远镜,因为它具有极高的图像稳定度与精度,这种精度可以让人们观测到站在月球上的人头发的生长速度。

  研究人员指出,研究星系的旋转可帮助人们更好地了解类似的盘状星系的内部结构,也有助于了解星系的形成及计算星系的质量。接下来,他们计划利用哈勃望远镜观测大麦哲伦星云的“堂弟”小麦哲伦星云。

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