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非粒子

物理學(xue)家(jia)一直在地球地幔處尋找一種新的(de)(de)基(ji)本力(li)。非粒子(zi)，兼具光子(zi)和擁有重(zhong)量的(de)(de)粒子(zi)的(de)(de)雙重(zhong)特性，或可能是導致遠程自旋(xuan)相(xiang)互作用的(de)(de)主(zhu)要原(yuan)因，這(zhe)是指導致原(yuan)子(zi)中的(de)(de)電子(zi)在長距離(li)范圍內(nei)將它(ta)們的(de)(de)自旋(xuan)頻率逐漸調整統一的(de)(de)新型(xing)力(li)。

為了發現這種(zhong)新基本力(li)(li)的(de)存在證據，研究人員已經標記出地球地幔里(li)的(de)電子(zi)(zi)的(de)密度(du)和(he)自旋(xuan)，目前正在調查這些地下電子(zi)(zi)是(shi)否會(hui)影(ying)響兩(liang)個相距4828千米(mi)的(de)實(shi)驗(yan)中的(de)中子(zi)(zi)和(he)電子(zi)(zi)的(de)自旋(xuan)。如果地幔中的(de)電子(zi)(zi)傳(chuan)輸一種(zhong)力(li)(li)量給實(shi)驗(yan)室里(li)的(de)粒子(zi)(zi)，那么它將改(gai)變粒子(zi)(zi)的(de)自旋(xuan)頻率(lv)。這種(zhong)新基本力(li)(li)也將與引力(li)(li)、電磁力(li)(li)和(he)強弱的(de)核(he)力(li)(li)一起影(ying)響宇宙的(de)行為。

暗物質粒子

宇宙充滿了各(ge)種不可(ke)見的(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)，它們也被(bei)稱為暗物(wu)質(zhi)(zhi)，后(hou)者(zhe)的(de)(de)引力拖拽(zhuai)作(zuo)用(yong)是(shi)導致星系不會(hui)(hui)分崩離(li)析的(de)(de)主(zhu)要原因。目前最主(zhu)要的(de)(de)理論(lun)認為暗物(wu)質(zhi)(zhi)是(shi)由弱相互(hu)作(zuo)用(yong)重(zhong)離(li)子(WIMPs)組成(cheng)的(de)(de)，后(hou)者(zhe)很少會(hui)(hui)與正常物(wu)質(zhi)(zhi)發(fa)生相互(hu)作(zuo)用(yong)。

好幾(ji)處實驗室(shi)，包括美國(guo)南達科塔州(zhou)霍姆斯塔克金礦的最(zui)大地下氙探測(ce)器(LUX)，也依(yi)賴地殼以(yi)保護(hu)實驗不受到(dao)宇宙射線(xian)的輻射。目前為止，搜尋到(dao)WIMPs的證(zheng)據寥寥無幾(ji)，但正在(zai)進(jin)行的其它幾(ji)項試驗或(huo)可能(neng)在(zai)未來幾(ji)年有(you)新(xin)的發現(xian)。

太陽中微子

位于意(yi)大(da)利(li)的薩索國家(jia)(jia)實驗室(shi)的物(wu)理學家(jia)(jia)在所(suo)謂(wei)的變(bian)型，或(huo)(huo)者稱為“風(feng)味”的過程中(zhong)(zhong)(zhong)，發(fa)現了太陽中(zhong)(zhong)(zhong)微(wei)(wei)子的痕跡。太陽的核反應(ying)會(hui)產生這些不(bu)帶電的粒子，但(dan)主要的理論認為它們在前往地球(qiu)的過程或(huo)(huo)會(hui)發(fa)生“風(feng)味”的改(gai)變(bian)。因此，尋找特定風(feng)味的太陽中(zhong)(zhong)(zhong)微(wei)(wei)子的物(wu)理學家(jia)(jia)最終(zhong)只會(hui)測量到比他(ta)們預期(qi)更(geng)少(shao)的極少(shao)數太陽中(zhong)(zhong)(zhong)微(wei)(wei)子。

太(tai)陽中(zhong)微(wei)子(zi)很(hen)少與物(wu)質發生相(xiang)互作用，但是(shi)通過從歐洲核子(zi)研究委員(yuan)會(hui)物(wu)理(li)學實(shi)驗(yan)(yan)室發送(song)731米粒子(zi)束至(zhi)薩索國家實(shi)驗(yan)(yan)室，物(wu)理(li)學家成功的捕獲(huo)到(dao)正在改變風味(wei)(wei)的粒子(zi)。這項(xiang)發現(xian)證(zheng)實(shi)了中(zhong)微(wei)子(zi)在從太(tai)陽到(dao)地球的過程中(zhong)的確會(hui)發生風味(wei)(wei)的改變

發現反中微子

中(zhong)(zhong)微(wei)子(zi)(zi)可(ke)能(neng)(neng)形成于(yu)太陽，但地(di)球地(di)幔(man)(man)內部(bu)的(de)放(fang)射性元(yuan)素(su)也(ye)能(neng)(neng)產生(sheng)少(shao)量的(de)中(zhong)(zhong)微(wei)子(zi)(zi)。薩索國家實驗室(shi)還成功的(de)圍(wei)困了(le)某些所謂的(de)反(fan)中(zhong)(zhong)微(wei)子(zi)(zi)，后(hou)者(zhe)形成于(yu)放(fang)射性的(de)鈾或者(zhe)釷衰變。這種新(xin)粒子(zi)(zi)或可(ke)能(neng)(neng)解釋地(di)球內部(bu)形成了(le)多(duo)少(shao)熱，從而導(dao)致構造板(ban)塊的(de)運動(dong)。為了(le)捕獲(huo)從地(di)幔(man)(man)放(fang)射出(chu)(chu)的(de)反(fan)中(zhong)(zhong)微(wei)子(zi)(zi)，研究人員使用了(le)一種基于(yu)油的(de)液體，當亞(ya)原(yuan)子(zi)(zi)粒子(zi)(zi)撞(zhuang)擊(ji)該液體時(shi)它會發光。研究人員鑒別出(chu)(chu)反(fan)中(zhong)(zhong)微(wei)子(zi)(zi)的(de)存在(zai)是因為當中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)撞(zhuang)擊(ji)液體的(de)原(yuan)子(zi)(zi)時(shi)，它們放(fang)射出(chu)(chu)正電子(zi)(zi)。

核子衰變

盡管很(hen)多(duo)亞原子(zi)粒(li)子(zi)會(hui)衰(shuai)變(bian)成其(qi)它粒(li)子(zi)，但(dan)目前(qian)科(ke)學家還尚未(wei)發(fa)現組(zu)成原子(zi)核的質子(zi)和中(zhong)子(zi)的衰(shuai)變(bian)。旨在揭(jie)示(shi)物(wu)理學的一切(qie)的大統一理論預測了核子(zi)衰(shuai)變(bian)的存在。

為(wei)了找(zhao)到這種罕見衰(shuai)變(bian)的(de)(de)證據，日本神(shen)岡(gang)礦山地下的(de)(de)超級(ji)神(shen)岡(gang)探測(ce)器實驗的(de)(de)科學家已經耗費了多年(nian)時(shi)間尋找(zhao)核(he)子(zi)衰(shuai)變(bian)。即(ji)使光(guang)子(zi)的(de)(de)衰(shuai)變(bian)時(shi)間需要10的(de)(de)34次方，探測(ce)器也應該能夠發現少數光(guang)子(zi)衰(shuai)變(bian)跡象。然而，目(mu)前(qian)為(wei)止超級(ji)神(shen)岡(gang)探測(ce)器仍一無(wu)所(suo)獲(huo)。