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科學家在地球深處發現奇特反物質粒子(Exotic antimatter particles)
改寫自科學網
義大利國家原子物理研究所大薩索國家實驗室Borexino協會的研究人員在一個尼龍球探測器裏發現反微中子，這個探測器包含1000噸液態碳氫化合物。
義大利國家原子物理研究所(the Italian Institute of Nuclear Physics)大薩索國家實驗室(the Gran Sasso National Laboratory)Borexino協會的研究人員在一個尼龍球探測器裏發現反微中子，這個探測器包含1000噸液態碳氫化合物。
2010年6月28日，據美國科學現場(Live Science)網站報導，義大利國家原子物理研究所的科學家表示，他們已經在地球內部很深的地方發現奇怪的反物質粒子(antimatter)。研究這些粒子，有助於科學家更好地瞭解地球內部的熱流是如何對火山和地震等地表活動產生影響的。研究人員認為，正是反物質粒子導致地球內部發生放射性衰變的。
這種粒子被稱作反微中子(Geoneutrinos)，是由奇特的反物質組成，反物質的性質跟常規物質正好相反。當電子等常規粒子與反物質粒子——正電子(positron)相遇時，它們會相互殲滅對方，引起猛烈的爆炸。反微中子是微中子的反物質粒子，它是在太陽裏產生的，是一種很輕的中性帶電粒子，當宇宙射線擊中一個正常原子時，就會產生反微中子。早期的日本KamLAND試驗，在2005年第一次發現可能的反微中子跡象。
義大利國家原子物理研究所大薩索國家實驗室Borexino協會的研究人員在一個尼龍球探測器裏發現反微中子，這個探測器包含1000噸液態碳氫化合物。這個尼龍球被放置在一個更大的不銹鋼球裏，安裝在鋼球裏的一排排超靈敏光電探測器的頂部都指向尼龍球內部。這兩個球狀物都安裝在另一個直徑是45英呎(13.7米)的鋼球裏，最外層這個鋼球裏盛有2400噸純度很高的水。
整個裝置被埋在義大利大薩索山(the Gran Sasso mountain)下近1英哩(1.6公里)的地下。所有這些都是為了確保該試驗只發現微中子和反微中子。這些粒子極難被發現，因為它們幾乎可以穿透任何東西，而不與其發生反應。該試驗經過一年多的尋找，只發現很少一點信號。發現太陽微中子相對更容易一些。
研究人員在《物理學快報B》（Physics Letters B.）上詳細介紹了他們兩年來(從2009年12月開始)的研究成果。美國紐澤西州(New Jersey)普林斯頓大學(Princeton University)的物理學家、聯合研究人員弗蘭克•克拉普萊斯(Frank Calaprice)說：“這是一項非常重要的研究成果。它不僅說明我們已經發現反微中子，而且為我們研究地球內部提供了一個新工具。”
科學家認為，反微中子是由地殼(crust固態地球的最外層圈)和地函(mantle地殼下面的一個層圈，距離地表2900公里)裏的鈾(uranium)、釷(thorium)和鉀(potassium)的放射性衰變(radioactive decay)形成的。研究人員希望通過研究反微中子，對衰變元素是如何在地表下積聚熱量，以及它是如何對地函裏的對流產生影響的有更多瞭解。是否放射性衰變控制著這一層的熱量聚集情況，或者這些熱量是來自其他來源，目前不得而知。
對流過程中，熱驅使炙熱的岩石從地球內部上升到地表。它導致板塊發生變動(plate tectonics)、大陸發生漂移、海床不斷擴大，引起火山爆發和地震。這項最新研究說明，地球內部的輻射能可能是給地函提供熱量的一個重要熱源。
Live Science原文報導
Weird Antimatter Particles Discovered Deep Underground
By Clara Moskowitz, LiveScience Senior Writer
posted: 25 June 2010 09:53 am ET
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