大家好，今天小编来为大家解答中微子是暗能量的一个种类吗，有何依据这个问题，关于中微子的冷知识很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！
本文目录
中微子有质量吗
在宇宙中，中微子的数量比其他任何类型的粒子都要多，但几乎没有什么可以阻止这位宇宙中轻量级选手的运动。
每秒钟，会有数十亿颗中微子穿过我们的身体。
由于不跟其他物质相互作用，它们让科学家伤透了脑筋。中微子能够刷新我们对重要宇宙学问题的认识，包括暗物质的性质以及不断膨胀的宇宙的未来命运。
一台非同寻常的巨型机器即将启动，开始研究中微子这种神秘莫测的粒子，以期揭开宇宙中深藏的奥秘。
2006年，Katrin的主光谱仪在运往德国城市卡尔斯鲁厄的途中。该项目定于2018年6月启动
在德国西南部卡尔斯鲁厄市的郊区，工程师们在当地的理工学院里，安放了一个比蓝鲸还大的不锈钢装置。它像极了一艘齐柏林飞艇（一种硬式飞艇），或是那种软式飞艇。
这台设备是世界上最大的真空室之一，内部气压低于月球表面气压。它旨在解决一个复杂的难题：测出宇宙中最微不足道的物质——中微子——的质量。
每秒钟，会有数十亿颗中微子穿过我们的身体。太阳每分钟都会向宇宙中发射出数万亿颗中微子。138亿年前的宇宙大爆炸也遗留下了不计其数的中微子。
在宇宙中，中微子的数量比其他任何类型的粒子都要多，但几乎没有什么可以阻止这位宇宙中轻量级选手的运动。
由于不跟其他物质相互作用，它们让科学家伤透了脑筋。中微子能够刷新我们对重要宇宙学问题的认识，包括暗物质的性质以及不断膨胀的宇宙的未来命运。
但很遗憾，这种不能承受之轻使它们格外神秘莫测。
开展卡尔斯鲁厄氚中微子实验（又名Katrin）的决定由此诞生。
该实验旨在测定由氢同位素氚发射的电子和中微子的行为，揭示它们在穿过真空室时发生的轻微路径变化。这些变化应能揭示有关中微子物理性质的精确细节，尤其是它的质量。
“在筹备Katrin的过程中，我们将技术运用到了极限。”该项目负责人吉多·德雷克西林（GuidoDrexlin）说，“除了在其内部营造出近乎真空的环境之外，我们还必须保持装置内氚的温度，它是仪器内中微子的来源，将其维持在绝对零度以上30℃的水平。我们还要严格控制机器内部的磁场，实质上相当于给整个建筑消磁。”
Katrin的规划和建设用了十多年时间。
德国纳税人通过国家资助的亥姆霍兹联合会，为这项实验出资6000万欧元，美国、俄罗斯、捷克和西班牙共同出资600万欧元，它们也将参与一部分研究。
目前，Katrin已进入最后试验阶段，明年6月将全面投入运行，不过之后，科学家还要花五年时间收集数据，才有望掌握足够多的信息，以对中微子质量作出准确估测。
“即便到那个时候，我们可能还得启动第二阶段的实验，才能找到所需的答案。”德雷克西林说，“毕竟，我们进入的是一个未知领域。”
1930年，诺贝尔物理学奖得主沃尔夫冈·保利（WolfgangPauli）首次假设了中微子的存在，用于解释放射性衰变过程中其他亚原子粒子的行为。此后，又经过26年的搜寻，人们才首次探测到中微子。时至今日，其神秘莫测的特性依然令科学家头疼不已。
加拿大萨德伯里中微子天文台提供了一个例子，以说明它们是多么精微难测：若用一个1000吨的重水水箱捕捉中微子，虽然每秒有10万亿颗中微子穿过该水箱，但一天之中，能检测到的大约只有30个。
中微子已知存在三种不同形式：电子中微子，μ子中微子和τ中微子。
很长一段时间内，科学家都认为，三者均没有任何质量。这种幽灵般的粒子将昙花一现演绎到了极致。在诗歌《宇宙之胆》（CosmicGall）中，作家约翰·厄普代克（JohnUpdike）就吟咏了这种怪异的情状。
中微子，它们是那么渺小
没有电荷，也毫无质量
而且从不互打交道
地球就是个傻冒
被它们一掠而过就像掸尘的女仆穿过通风的楼道
然而，20世纪末、21世纪初，科学家发现有证据表明，诗中关于中微子的说法并不完全正确，它们还是有一定质量的。
日本的梶田隆章（TakaakiKajita）和加拿大的阿瑟·麦克唐纳（ArthurMcDonald）分别通过实验，证明了上述结论。这些实验表明，中微子在穿越太空时会转换形式。比如，来自太阳的电子中微子在冲向地球的过程中，有一些会转变成μ子中微子和τ子中微子。这个过程被称为中微子振荡。
“这一发现至关重要。”德雷克西林表示，“宇宙学理论中有一个简单的约束关系，即只有具有质量的物体才能在不同形式间振荡。无质量粒子不能发生此类变化。因此，这就产生了一个明确的推论：中微子必然存在质量。”
德雷克西林回忆起揭晓上述实验结果的那场物理学会议。
“那就像一场摇滚音乐会。人们欢呼、手舞足蹈——这是不无理由的。我们意识到，我们看待宇宙的方式将从此改变。”因为揭示了中微子的巨大秘密，梶田隆章和麦克唐纳获得了2015年诺贝尔物理学奖。
深入Katrin内部
我们无法直接测量中微子的质量，但可以通过研究与之同时释放的电子的能量分布，来推导中微子的质量。
在Katrin的真空室内，电子在一个强大磁场的引导下，几乎朝同一个方向流动。原理如下：
猎寻中微子的具体方式
氚原子核衰变为氦-3原子核，并释放出一个中微子和一个电子。
1、尾端：负责设备的监测与校准
2、氚源：氚被置于一个名为“无窗式氚气源”的装置中
3、导引：管道周围的超导磁体激发出磁场，其强度是地球磁场的7万倍
4、光谱仪前端：进一步限制了可能被真空室残留的气体分子散射的电子数量
5、光谱仪内部：电子在巨大的真空室内接受分流。只有能量最高的电子才能穿越内部设置的电场，抵达探测器。这部分电子约占总数的1000亿分之一
6、探测器：物理学家对抵达探测器的电子进行计数，精确测出它们在高能端的光谱，从中推导出中微子的质量。
如果中微子存在质量，这个质量究竟是多少呢？
这不是一个无关紧要的问题，正如剑桥大学卡文迪许实验室的马克·汤姆森（MarkThompson）所言，准确的测量结果影响重大。
“中微子有质量，但非常轻，是其他任何已知亚原子粒子的十亿分之一。但另一方面，中微子数量如此之众，其总体质量可能非同小可，因此它们在宇宙中也能产生重要影响。我们迫切地想了解中微子的质量，以便弄清它们会如何影响宇宙的未来。”
例如，如果我们发现，中微子的质量比当前的估计值更大一些，那么，它们的总体引力就会影响宇宙扩张，减慢它的速度。如果其质量低于当前预估，那么，尽管它们在宇宙中无处不在，也不会对宇宙膨胀速度构成太大的影响。
对宇宙膨胀的影响并非科学家关注中微子质量的唯一原因。
“最耐人寻味的地方在于，它们的质量比其他任何粒子的质量都要小得多，是那些粒子的十亿分之一。这说明，它们的质量肯定源于其他机制。”汤姆森补充说，“其他所有粒子都是通过附着到希格斯玻色子来获得质量，但中微子采用的必是一条不同的途径。所以，似乎还有其他的基本力涉及其中，这是一个等待挖掘的宝藏。”
正是由于这些原因，几十年来，科学家一直想尽各种办法，希望测得中微子的确切质量。
经过二战后的第一次尝试，科学界将中微子的质量上限设定在500电子伏特（ev）左右，相当于电子质量的1/500，而电子本身已经相当之小。（用能量单位描述物体质量也许有些奇怪，但所有亚原子粒子的质量都是以电子伏特衡量的。电子伏特也可以用作质量单位，因为根据爱因斯坦的方程式E=mc的平方，能量与质量是可以相互转化的。）
在Katrin内部，超导磁体产生的磁场强度是地球磁场的七万倍
后来，进一步的测量将中微子的质量上限大幅压低，现在仅为2电子伏特上下，约为质量最轻的原子的20亿分之一。得出准确值的任务将落到Katrin的肩上。
这个项目将用到少量的氚。它是氢的一种同位素，原子核中带有两个中子和一个质子。（一般的氢原子核中没有中子。）氚是核反应堆的产物，价格非常昂贵。“一克氚的成本约为1万欧元，所以一定得格外小心，尤其是还要考虑到它的高放射性。”德雷克西林说。
而对Katrin至关重要的，正是氚的放射性特征。氚会衰变成氦的一种同位素，即氦-3，其间会释放出一个电子和一个中微子。只要精确测量出氚源释放的电子的能量（从而也知道了质量），就有可能推导出随其释放的中微子的能量（以及质量）。
超导磁体将产生比地球磁场强大7万倍的磁场，并将电子流导入Katrin巨大的真空室，使它们飞向强大的电场。只有能量最高的电子才能穿越这个电场，并被计数。这些电子吸收了氚原子核衰变产生的几乎全部能量，这种情况下，相应的中微子将不带任何能量。每5万亿个由氚原子核衰变产生的电子中，大概会有一个电子符合上述特征。
“这些电子将携带氚原子核衰变产生的所有动能。”德雷克西林说，“相应的中微子将不带任何动能。这样一来，我们就能计算出中微子的质量。再通过极为精确的测算，或许就能得出中微子的确切质量。
“至少要用五年时间，我们才有希望得出一个实实在在的数字，但这只是我们的愿望，即便那时，也有可能毫无所获。至于到时候该怎么办，我们已经有了很多想法。最终，我们肯定会测出中微子的质量。这将是一段奇妙的旅程。”
200吨重的巨型光谱仪在运送过程中，穿过德国小镇莱奥波尔茨哈芬
现代版奥德赛：Katrin的漫漫回家路
Katrin的主要部件是长23米、宽10米的真空室。将其运到卡尔斯鲁厄的旅程，堪称现代工程学中最奇特的史诗级旅程之一。
该真空室在慕尼黑东北150公里处的代根多夫建成。它重达200吨，恍若齐柏林飞艇。但由于太过庞大，无法进行空运，也不能经由公路往西直接运抵400公里外的卡尔斯鲁厄。因此，工程师们不得不选择水路。他们先是沿多瑙河东行，驶入黑海，继而经过地中海，越过比斯开湾和英吉利海峡，抵达荷兰鹿特丹。最后顺莱茵河而下，终于来到卡尔斯鲁厄附近。全程8,800公里，耗时两个月。
“这被称为欧洲最大弯路，原因是显而易见的。”德雷克西林说。
这趟旅程也并非一帆风顺。2006年9月，装载真空室的船起航后不久，在行经德国约翰施泰因时，因所载货物太轻，导致船身露出水面部分过高，无法从一座横跨多瑙河的桥下通过。“我们不得已买了1000吨石材，把船压下去，才能从桥下通过。”德雷克西林回忆说。
10月27日，真空室抵达黑海。几天后，在穿越马尔马拉海、前往地中海的途中，船只遭遇风暴。“甲板上覆盖真空室的防护罩被吹走了，不锈钢外壳暴露在外，增加了被海水腐蚀的风险。”德雷克西林说，“但我们决定继续前行。”
最终，真空室抵达鹿特丹，驶入莱茵河，此时，又恰逢莱茵河水位处于几十年来的最低水平。“我们几乎是擦着河床前进的，跟河床只差了几厘米。”德雷克西林说。
在卡尔斯鲁厄郊外的莱奥波尔茨哈芬，他们使用世界上最强大的起重机之一，将真空室吊上陆地，置于一辆巨型拖车上。
“之前有人问我，会有多少人来看真空室就位。”德雷克西林说，“我说大概300人吧。结果，那天来了三万人。镇上所有食品在一小时内卖光，我们只好运来一万根香肠，免得大家挨饿。”
这段旅途的最后一程也是惊心动魄。
“在有些地方，真空室和镇上建筑之间只差3厘米就碰到了。”德雷克西林说。这个庞然大物在镇上左刮右蹭地前行，景象壮观而又诡异，让人感觉放佛置身于好莱坞的某部外星人入侵电影中。
终于，真空室抵达了它在卡尔斯鲁厄理工学院的“家”。“到的时候，它已经很脏了。”德雷克西林说，“所以，我们做的第一件事就是清洗它。毕竟，我们是德国人。”
翻译：雁行
来源：TheGuardian
造就：剧院式的线下演讲平台，发现最有创造力的思想中微子是暗能量的一个种类吗，有何依据
暗能量是冯天岳先生发现的斥力定律在全景宇宙模型中的描述。暗物质是引力粒子中微子，至于是那一种中微子产生的引力效应，则需要计算对比才能确定，这个过程将十分地有趣。
原子上会有生命吗
谢谢@悟空问答邀请！
按照“一切皆有可能”，也可以说原子上也生活着生命。
不过，就怕老书究们不高兴了，因为他已经被生命模式格式化了，不是吗？生命就应该是地球上常见的生命那样，是以某种元素为基链的超高级物质化合物，怎么能原子上的生命？
不过，问题要的答案既不是美好的假设，也不是呆板的套用。
所以这个问题的答案真的需要有理有据。
无论生命，还是原子，都逃不出物质世界的概念，因此理清物质世界是关键。
目前对物质的认知是，还是比较笼统一体的，既有质量或者能得到静质量的都称为物质，因为光子暂时得不到静质量，又不忽视，所以冠以能量打到物质世界之外。
其实这个观念不仅错的离谱，而且已经成了人类对物质正确认识最大的阻力。
物质世界应该是三个截然不同的层次，高级层次就是以原子为最小个体的宏观物质，中级层次就是基本粒子为主群体的微观物质，初级层次就是以光子等暂时不能得到静质量的渺观物质。
从以上物质的分层次上来看，渺观物质是物质的初级存在，所以宇宙中这类物质最多，渺观物质虽然无法测量到静质量，但是最大特征是，无论哪个层次的物质演化，都释放出来或者需要渺观物质。
根据这一特征，看看无论星球演化，还是电子衰变，无不都有热和光。
微观物质里的各种基本粒子，它们要么衰变释放渺观物质，要么与其它微观物质的基本粒子共同构成原子。
宏观物质就不多说，毕竟人就是宏观物质的一种。
好了，原子上有生命吗？根据物质世界的三大层次，原子只是宏观物质的最小个体，原子上如果有生命，那肯定是微观物质了。
根据目前所掌握的知识，微观物质的各种基本粒子，如果不能有效的存在于宏观物质中，它们存在的时间都很短，短到瞬息万变，这样它们有希望演化出生命吗？
很显然，答案是否定的，既原子上不会有生命。
从这个问题再延伸一下吧，今天所谓的暗能量，也不过是渺观物质的一种，而所谓的反物质，则是微观物质的普遍物质，生命是物质演化的最高境界，所以只能是宏观物质的顶端，不要再瞎想了。
顺带着告诉你们，不要幻想暗能量了，因为暗能量时刻存在于渺观物质世界里。也不要舍近求远的梦想发现反物质了，反物质也是基本粒子，只不过反物质由于结构问题，只适合与其它基本粒子再结合成稳定结构的基本粒子，比如正电子要和中微子、介子等构成质子或者中子。
虽然看起来物质杂乱无章，只要有心，还是能看出端倪的。
中微子为什么比光速快呢
意大利OPERA（中微子振荡乳胶径迹）小组发现，中微子在飞行730千米后，到达探测器的时间比光在真空中走同样路程所花的时间还要少60.7纳秒,中微子的速度比真空中的光速快10万分之2.48，每秒钟要多要跑6千米左右。
中微子是什么
中微子是一种不带电荷，质量非常小的基本粒子。在我们周围存在大量中微子，主要来源于太阳内部的核反应，在电影《2012》中，来自太阳的中微子与地球岩层发生作用，加热地壳，大量熔岩溢出，大陆板块加速漂移，引起超级地震，火山和海啸，一片世界末日景象。实际上这不可能，因为中微子与其他物质发生相互作用的几率非常小，穿透能力极强，可以轻松穿越700颗地球而不发生相互作用。实际上每秒钟有一千万颗太阳中微子穿透我们的身体，我们却感受不到这种幽灵般的粒子，人体和地球对它是几乎透明的。
中微子的检测
中微子这种强悍的穿透力让科学家吃尽了苦头，为了看到它，科学家只能守株待兔，让大量中微子与大量探测物质接触，虽然单个中微子的反应几率小，但是总量上来以后，还是能看到一些中微子发生反应事例的。为屏蔽其他粒子的干扰，中微子探测器一般都建在地下数百甚至上千米的矿井或者山洞中。此次发现OPERA实验组属于意大利格朗萨索国家实验室，它位于横穿意大利的格朗萨索山脉中，一条高速公路隧道连接山的两边，中间有3个大山洞，洞中建起了这个世界上最大的粒子物理实验室，实验室在地下1400米深处。
中微子振荡
中微子总共有三种，电子中微子，μ中微子和τ中微子。由于中微子有质量，它们会发生相互转化，叫中微子振荡。为了研究这种现象，从2009年到2011年OPERA利用位于日内瓦的欧洲核子中心（CERN）的超级质子同步加速器产生了一万亿亿颗速度极大的质子，轰击靶标，产生出一束束高强度高能量的μ中微子，在地下穿透重重岩石，射向OPERA的乳胶径迹探测器，总共检测到16000个中微子。CERN离OPERA有730公理，在这个距离上很多μ中微子会转变为τ中微子，检验探测器上探测出的中微子,可以检验粒子物理理论是否正确。这类中微子振荡实验在很多国家的多个实验室开展，分别测量太阳中微子，大气中微子，核电站中微子，以及加速器产生的中微子的振荡，中微子跑动的距离从数十米到一千五百亿公里。其中比较著名的有美国Homestake中微子探测器（RaymondDavis于1967年到1985年在这里发现了太阳中微子的振荡，获2002年诺贝尔物理奖），日本的神冈/超级神冈探测器（小柴昌俊从1982年开始建造该实验室，在这里发现很多中微子振荡效应效应，获2002年诺贝尔物理奖），目前正在进行的一项实验是T2K实验，从位于日本东海的质子加速器J-PARC产生中微子，发射到250公里以外的神岗中微子探测器。此外2007年位于美国明尼苏达的MINOS实验组开展过与今天OPERA几乎相同的实验，他们所采用的是著名的费米实验室产生的μ中微子束。中国在大亚湾核电站附近也建有中微子实验室，主要研究电子中微子向τ中微子的转变。
中微子超光速？
OPERA的实验方法是非常平常的，但这次实验得到了一个如此意想不到的副产品：中微子比光快，而且能量越高的中微子速度似乎越大（注：从论文结果来看是这样，但OPERA发言人在新闻发布会上否认了这种关联性）。按照狭义相对论，这些能量非常高的中微子的速度和真空中光速应该几乎相同，只比光速小大约每秒钟0.03纳米。这一结果违反了大多数物理学家一直认为是常识的一条规律：任何物体的运动速度不能超过真空中的光速。如果这一实验结果被证实，这将是本世纪最重要的科学发现。
虽然中微子的探测比较复杂，但是中微子的速度测量原理非常简单：精确测量出探测器到发射器的距离以及中微子在路上所花的时间，两者相除就得到中微子的速度。实验小组采用了最精密的原子钟和GPS对时方案光纤同步传输信号方案，对中微子运行时间的测量可以精确到10纳秒以内；实验小组精确测量了加速器和探测器之间730千米的间距，先通过GPS系统测量出CERN和OPERA的室外基准点的距离，再从全站仪一步一步测量出探测器到基准点的距离，GPS系统可以准确到为2cm，全站仪可以准确到20cm左右。OPERA位于隧道内，测量时为了准确起见还封锁了隧道内的公路。时间和距离的测量都反复进行过多次，得到中微子可能比光速快这一重大而又违反常理的发现后，实验小组又反复检查了六个月，排除了所有可能的实验误差，包括月球潮汐影响，地球自转影响，地震影响，温度和云层对GPS信号传递的影响等等。考虑到所有这些后，实验小组相信这一结果的置信度达到99.9997%。在正式公布最终结果以前，实验小组和全球同行进行了广泛的交流，直到发现没有任何漏洞，才于9月22日公布了实验结果，给出了详细的实验方案，供大家检验是否还存在漏洞，并呼吁其他实验室来证实或者否定他们的实验结果。
其他中微子实验的结果
值得指出的是2007年美国MINOS实验小组得到过几乎一样的结论，他们进行了几乎完全相同的实验，连加速器到探测器的距离都非常接近MINOS为734千米，OPERA为730千米），唯一区别是MINOS采用的是能量为3GeV的μ中微子，而OPERA采用的主要是17GeV的μ中微子，实验结果是中微子速度比光速快十万分之5.1，非常接近OPERA的结果（快十万分之2.48），但此次实验由于中微子事例少，实验不确定性比较大，当时未能引起重视。MINOS将很快重新开展实验，实验精度会非常高，有可能将运动时间精确到1纳秒以内，以检验OPERA的结果。
前面提及过的日本T2Ka实验得到过极微弱的超光速迹象，只是三月份的大地震中实验装置受到一些损坏，该实验有望于2012年再次开始记录数据。
OPERA所遇到的最大挑战是著名的超新星SN1987A的中微子爆发事件。1987年2月24日这颗位于大麦哲伦星云的超新星突然爆发，抛洒出大量中微子和各频段的电磁波，在几个月时间内这颗超新星用肉眼都可以看到，它是1604年以来最亮的超新星。超新星爆发时发出的光线来到地球的3小时前，世界各地有三台中微子侦测器同时侦测到一股中微子爆发，共有24颗中微子被探测到，其中日本神冈探测器11颗，美国IMB探测器8个，俄罗斯BAKSN探测器5颗。这24颗中微子开启了中微子天文学这样一门新的学科,对恒星演化和粒子物理研究具有极大价值。
这些中微子长途跋涉16.8万年，几乎同时到达地球，前后相差只有13秒，虽然他们比光先到达地球，看起来中微子速度比光要快，其实不然，中微子与其他物质相互作用极弱，在超新星爆发的瞬间就离开超新星了；而光子则会与周围的物质粒子发生频繁碰撞之后，才能拖泥带水地逃离。SN1987A距离地球16.8万光年，如果OPERA实验是正确的，中微子速度比光速快十万分之2.48，那么SA1987中微子到达地球的时间会比光早4.2年而非3小时。当然这个论述值得商榷，OPERA实验采用的是高能μ中微子；而SN1987A释放的是低能电子中微子，能量和中微子类型都不相同。不过即使考虑这些，也不足以造成如此大的区别。
形形色色的超光速
1905年爱因斯坦提出狭义相对论，其中有两条基本原理：光速不变原理和相对性原理，根据这两条原理可以得到一个推论，为了维持因果律，信号的传递速度应该低于光速。这里的速度既包括物质运动的速度，比如宏观物体和微观物质微粒运动的速度，波的速度；又包括能量和力的传输速度，以及广义的信息速度。
自从相对论为自然界万物设定了光速这一速度上限以来，一直有人试图突破它。果壳网上曾有很多人设想过下列思维实验：取一根一光年长的坚实木棍，沿着棍子的方向拉动棍子，棍子的另外一端会马上随着运动，似乎证明了拉力传递的速度远大于光速。这是不可能的，因为这种理想刚体棍不可能存在，棍子受力后发生的变形是以声速传递的，很多年以后棍子另外一端才会感受到拉力并开始运动，拉力传递的速度远低于光速。
类似的设想很多，大都是通过是构造过一些不可能存在的物质或者特性来“突破”光速，其中比较著名一种超光速粒子是快子，最重要的特点是质量为虚数，其速度范围为光速到无穷大。按照这一理论，存在两个不同的速度区域，快子的速度总是高于光速，普通物质的速度总是低于光速，光速是分界线，不能相互逾越。有趣的是，把物体从低速加速到光速是不可能的，要让物体达到光速，需要无限大的能量；而让快子的速度降低到光速，同样不可能。快子的高速度并不是从低速加速而来，而是本来就有的。
在2000年，复旦大学倪光炯教授就用快子理论解释过中微子质量问题：有些观测数据表明中微子质量似乎是虚数，中微子可能是快子，速度比光速快。快子理论从提出到现在已经快50年了，一直只被认为是物理游戏，不是真实的物理，因为就在于人们很难接受虚质量，我们周围的物质质量都是正数或者零。如果能够容忍虚质量，那么OPERA实验倒是可以轻松解释了。
OK，关于中微子是暗能量的一个种类吗，有何依据和关于中微子的冷知识的内容到此结束了，希望对大家有所帮助。
