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就目前来看，我们可以观测到的物质只占宇宙总量的不到5%，剩余的暗物质和暗能量。 暗能量是目前宇宙中最多的物质，因此，也是绝对的主导，它能提供一个与引力相反的作用，也就是排斥力，宇宙在这个排斥力的作用下加速膨胀。 而在这不到5%的已知物质当中，中微子占比不少，同时是最难被观测的，观测它的难度堪比观测暗物质和暗能量。 在上世纪50年代~70年代之间，科学家以狭义相对论和量子力学为基础，建立了一套粒子物理标准模型。 在这个理论当中，科学家预言了几十种粒子的存在。大多数在当时就已经被找到了。 只有中微子在2000年才完全找全，加上2012年的希格斯玻色子的发现，粒子物理学标准模型才得以完善。由此，我们可以知道中微子有多么难找了。那中微子为什么那么难找呢？ 其实有一个很关键的因素就是：穿透力超强。 关于中微子的穿透力到底有多强，我们可以来看几组具体的数据： 中微子在宇宙中传播1光年的距离，只有50%的概率有可能和这段距离上的物质发生反应。人的身体每秒都会穿过数十万亿个中微子，但人类根本感觉不到。（这一点其实和暗物质是很像的。） 所以，一直流传着一种说法，如果一定要挡住中微子，那至少得搞个几光年厚的钢板才行。 那么问题来了，中微子为什么穿透力那么强呢？要知道，中微子和电子、夸克等基本粒子一样，都是基本粒子，但唯独中微子有这样的特性。这其中是不是有什么玄机？ 中微子的特点 这要从宇宙中的四种基本作用力说起，它们分别是强力、弱力，电磁力以及引力。 强力和弱力也被称为核力，实际上是在原子核层面的一种作用力，我们平时接触不到。引力是物质之间彼此的吸引力，苹果从树上掉下来，地球会绕着太阳转都和引力有关。而我们日常生活中接触得到的，除了引力其实都是电磁力，摩擦力，支持力，弹力都属于电磁力。 这四种力强度也不同，强力最大，电磁力其次，然后是弱力，最后才是引力。 这四种作用力有啥用呢？我们都知道，这个世界其实是由基本粒子构成的，但是基本粒子并不会平白无故就构成物质。之所以基本粒子可以构成物质，实际上就仰仗着四大作用力，它们好比胶水一样，把基本粒子聚合在一起。 而中微子穿透力很强的缘故就在于我们自身观测的手段上。我们一般的观测其实是利用电磁力，人眼或者设备接收光子，也就看到了。如果用手去触碰，其实也是电磁力在作祟。至于引力，我们可以利用牛顿力学来计算。 而中微子是呈现电中性的，意思是它不参与电磁相互作用。也就是说，我们看不到它（包括观测设备），其次，我们也摸不到它，它可以直接穿透我们的身体，而我们感受不到任何的阻碍。 其次，它的质量超级小，我们目前已知最小质量的基本粒子是电子，而中微子要远比电子小得多得多，只有电子的百分之一左右，几乎接近于0。正是因为质量实在太小，所以连测算它的质量都很难测算准。所以，想要利用引力来发现它几乎是痴心妄想。 除了这两个特性，中微子还有一个其他基本粒子没有的开挂特点：中微子振动。意思是说，其实中微子一共有三款，关键是它很善于变身，最早的时候科学家观测太阳的中微子时，测到的结果永远是理论值的三分之一。经历了几十年，科学家才发现，传播的过程中会在相互转化。这就增加了寻找它的难度。 正是因为这三个特点，中微子被称为幽灵粒子。而且两个特点注定了中微子的穿透力是极其强大的，为了找到他，科学家利用的是弱相互作用力，简单来说就是让中微子和水中的氢原子核发生反应。当然，这个概率是极其低的。 所以，捕捉中微子的实验一般都被安排在地下，日本神冈中微子探测器就是建在地下的矿井当中，实验装置中装满了5万吨的纯水。 这也解释了为什么中微子探测器总是装的满满的纯水，比如：日本神冈中微子探测器，就是地下矿井中装了5万吨的纯水。即使是这样，捕捉到的中微子也是少得可怜。 |
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