族谱网 头条 人物百科

太阳中微子

2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
浏览:613
转发:0
评论:0
产生机制产生太阳中微子的主要机制来自于质子﹣质子链反应,其为:或换言之:86%的太阳中微子透过这项反应产生。如同右图,标准太阳模型中的太阳中微子(质子﹣质子链反应)部分,氘会与另个质子融合而产生氦3原子(He)及伽马射线,此反应可写为:同位素氦4原子(He)可由前述He反应产生:当氦3与氦4都存在于同一系统时,铍可透过融合产生:目前共有四颗质子与三颗中子,铍可有两种不同的反应途径。第一种是捕捉一颗电子并产生锂7原子及一颗电子中微子:此反应产生了14%的太阳中微子。所产生的锂7会再与质子融合产生两个氦4原子。第二种反应途径是捕捉一颗质子(在恒星中为数众多),而产生硼8原子:而硼8原子会透过贝塔(+)衰变转为铍8原子,并放出正电子与电子中微子:此反应产生了约0.02%的太阳中微子,虽然为数较少,但其能量则较高。观测资料太阳中微子最高的通量直接源自于质子﹣质子链反应,而其具有较低的能量,最高达4...

产生机制

产生太阳中微子的主要机制来自于质子﹣质子链反应,其为:

或换言之:

86%的太阳中微子透过这项反应产生。如同右图,标准太阳模型中的太阳中微子(质子﹣质子链反应)部分,氘会与另个质子融合而产生氦3原子(He)及伽马射线,此反应可写为:

同位素氦4原子(He)可由前述He反应产生:

当氦3与氦4都存在于同一系统时,铍可透过融合产生:

目前共有四颗质子与三颗中子,铍可有两种不同的反应途径。第一种是捕捉一颗电子并产生锂7原子及一颗电子中微子:

此反应产生了14%的太阳中微子。所产生的锂7会再与质子融合产生两个氦4原子。

第二种反应途径是捕捉一颗质子(在恒星中为数众多),而产生硼8原子:

而硼8原子会透过贝塔(+)衰变转为铍8原子,并放出正电子与电子中微子:

此反应产生了约0.02%的太阳中微子,虽然为数较少,但其能量则较高。

观测资料

太阳中微子最高的通量直接源自于质子﹣质子链反应,而其具有较低的能量,最高达400keV。有几个其他产生的机制所造成的中微子能量则高达18 MeV。地球上的中微子通量约为7·10 粒子数/厘米/秒。

透过标准太阳模型可预测中微子的数量,而实际上测到的电子中微子数量仅为预测值的1/3,此即太阳中微子问题。随后的解决方案包括了中微子振荡的概念,指出中微子可以改变它的味。在伯里中微子观测站针对各种类型的太阳中微子进行总通量测量后,证实了此概念的正确性,并且确认了中微子具有质量。

太阳模型亦可预测太阳中微子的能谱。能谱是一项研究上的关键信息,原因是不同的中微子侦测实验有各自高侦测敏感度的能量范围。霍姆斯提克实验(英语:Homestake Experiment)使用氯,而对铍同位素Be衰变反应产生的太阳中微子最为敏感;伯里中微子观测站的设备则是对硼同位素B反应产生的中微子最为敏感;使用镓的侦测器则对质子﹣质子链反应产生的中微子最为敏感。

于2012年,称作Borexino(英语:Borexino)的共同研究计划报导了侦测到低能量中微子的结果,这种中微子源于质子﹣电子﹣质子反应(英语:Proton-electron-proton, PEP;参见质子﹣质子链反应),太阳中每400颗氘核会产生1颗低能量中微子。此计划的侦测器使用了100公顿的液体,每日平均发生3次侦测事件(因为碳11生成),起源是相对罕见的热核反应。

中微子可引发核反应。不同年代的古老矿脉暴露在不同程度的中微子照射,时间尺度则长到以地质年代计;透过观察这些矿脉则可以研究太阳光度在时间上的变化。根据标准太阳模型,太阳光度是随着时间演变的。

相关条目

中微子振荡

太阳中微子问题

中微子探测器

中性粒子振荡(英语:Neutral particle oscillation)

延伸阅读

Haxton, W.C.; Hamish Robertson, R.G.; Serenelli, Aldo M. Solar Neutrinos: Status and Prospects. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 18 August 2013, 51 (1): 21–61.Bibcode:2013ARA&A..51...21H. arXiv:1208.5723. doi:10.1146/annurev-astro-081811-125539. 


免责声明:以上内容版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。感谢每一位辛勤著写的作者,感谢每一位的分享。

——— 没有了 ———
编辑:阿族小谱
发表评论
写好了,提交
{{item.label}}
{{commentTotal}}条评论
{{item.userName}}
发布时间:{{item.time}}
{{item.content}}
回复
举报
点击加载更多
打赏作者
“感谢您的打赏,我会更努力的创作”
— 请选择您要打赏的金额 —
{{item.label}}
{{item.label}}
打赏成功!
“感谢您的打赏,我会更努力的创作”
返回

更多文章

更多精彩文章
打赏
私信

推荐阅读

· 太阳中微子问题
简介太阳内部能够产生中微子的几种核反应。从左到右分别为中微子的来源、核反应方程、中微子的流量、能量范围太阳是一个天然的核聚变反应堆,能量来源为质子﹣质子链反应,它把四个氢原子核(质子)转化成α粒子、中微子、正电子和能量。这股能量透过伽马射线以及带电粒子和中微子的动能来释出——它们从太阳核心到地球的行进之间并没有受到太阳外层任何可见的吸收。当中微子探测器的精度足以探测从太阳来的中微子流时,所探测到的中微子数量很明显低于太阳内部模型所预测的数量。中微子探测数在各种实验中为预测数的三分之一至二分之一。这个差异后来被称为“太阳中微子问题”。测量雷蒙德·戴维斯和约翰·N·巴科尔(英语:JohnN.Bahcall)于1960年代晚期在美国南达科他州矿井中的霍姆斯特克实验(英语:Homestakeexperiment)最早测量了太阳产生的中微子的流量,并探测到与理论值存在缺失。之后不少的放射性化学探测器...
· τ中微子
发现τ中微子是标准模型中最后发现的轻子和最近发现的粒子。费米实验室在20世纪90年代启动的DONUT实验(英语:DirectObservationoftheNuTau)专门为了检测τ中微子。这些努力终于取得了成功,DONUT协作项目在2000年7月宣布了τ中微子的发现。τ中微子是最后第二种被发现的标准模型所预测的粒子,最后一种是已初步确认存在的希格斯玻色子。相互作用DONUT实验已经分析了核靶上203种中微子的相互作用。2001年,来自美国、日本等国的科学家发表论文称,通过衰变研究发现了τ中微子的相互作用,该结果与标准模型的预测相同。参见PMNS矩阵
· 中微子
历史泡利的假设1930年,奥地利物理学家沃尔夫冈·鲍利为了解释β衰变中能量、动量以及自旋角动量守恒而提出了中微子假说。与尼尔斯·玻尔从统计角度上给出的解释不同,他认为在衰变过程中伴随着电子,还会产生一种当时尚未发现的一种电中性的粒子。他当时将这种粒子称为“中子”。玻尔非常反对这种解释并且准备承认β衰变中能量、动量以及自旋角动量并不守恒。1932年,詹姆斯·查德威克发现了一种具有较大质量的核子,并也将其命名为中子。这让这两种性质殊异的粒子具有了相同的名字。这种情形让泡利不得不重新为他所构想的粒子命名。“中微子”这个术语是经由恩里科·费米和泡利本人在1932年7月于巴黎举行的一次会议以及1933年10月举行的索尔维会议上提出的倡议而被国际科学界接受的。这一术语最初是由爱德华多·阿马尔迪(英语:EdoardoAmaldi)在一次与费米的对话中半开玩笑式地引入的。然而,直到1933年仍没有足够证据...
· μ中微子
发现1962年时,利昂·莱德曼、梅尔文·施瓦茨和杰克·施泰因贝格尔通过首次检测μ中微子的相互作用观察到不止一种中微子。这项成果使他们获得了诺贝尔物理学奖。参见PMNS矩阵扩展资料LeonM.Lederman.ObservationsinParticlePhysicsfromTwoNeutrinostotheStandardModel(PDF).NobelLectures.TheNobelFoundation.1988[2010-02-11].MelvinSchwartz.TheFirstHighEnergyNeutrinoExperiment(PDF).NobelLectures.TheNobelFoundation.1988[2010-02-11].JackSteinberger.ExperimentswithHigh-EnergyNeutrinoBeams(PDF).NobelLect...
· 电中微子
注释

关于我们

关注族谱网 微信公众号,每日及时查看相关推荐,订阅互动等。

APP下载

下载族谱APP 微信公众号,每日及时查看
扫一扫添加客服微信