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非粒子

物理學(xue)家(jia)一(yi)(yi)直(zhi)在地球(qiu)地幔處尋找(zhao)一(yi)(yi)種新的基本力(li)。非粒子(zi)(zi)，兼具光(guang)子(zi)(zi)和(he)擁有重量的粒子(zi)(zi)的雙重特性，或可能是導致(zhi)遠程(cheng)自旋相互(hu)作用的主要原因(yin)，這(zhe)是指導致(zhi)原子(zi)(zi)中的電子(zi)(zi)在長距離范圍內將它們的自旋頻率逐漸調整(zheng)統(tong)一(yi)(yi)的新型力(li)。

為了發(fa)現這(zhe)種(zhong)新(xin)基本力的(de)(de)(de)存在證據，研究人員(yuan)已經標記出地(di)(di)(di)球(qiu)地(di)(di)(di)幔里的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)的(de)(de)(de)密度和(he)自旋，目(mu)前正在調查(cha)這(zhe)些地(di)(di)(di)下電(dian)子(zi)是(shi)否會影(ying)響兩(liang)個相距4828千(qian)米的(de)(de)(de)實驗中(zhong)的(de)(de)(de)中(zhong)子(zi)和(he)電(dian)子(zi)的(de)(de)(de)自旋。如果地(di)(di)(di)幔中(zhong)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)傳輸(shu)一(yi)種(zhong)力量給實驗室里的(de)(de)(de)粒(li)子(zi)，那么它將(jiang)改變(bian)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)自旋頻率。這(zhe)種(zhong)新(xin)基本力也將(jiang)與引力、電(dian)磁力和(he)強弱(ruo)的(de)(de)(de)核力一(yi)起影(ying)響宇宙的(de)(de)(de)行為。

暗物質粒子

宇宙(zhou)充滿了各種不(bu)可見的(de)(de)物(wu)(wu)質，它們也被稱為暗(an)物(wu)(wu)質，后(hou)者(zhe)的(de)(de)引力拖拽作(zuo)(zuo)用是導致星系不(bu)會分崩離析的(de)(de)主要原因。目前最主要的(de)(de)理論(lun)認為暗(an)物(wu)(wu)質是由弱相(xiang)互作(zuo)(zuo)用重離子(WIMPs)組成的(de)(de)，后(hou)者(zhe)很少會與正常物(wu)(wu)質發生相(xiang)互作(zuo)(zuo)用。

好(hao)幾處實(shi)驗(yan)(yan)(yan)室，包(bao)括(kuo)美(mei)國南達(da)科塔州霍(huo)姆斯塔克金(jin)礦的(de)最(zui)大地(di)下(xia)氙探測器(LUX)，也依賴地(di)殼以保(bao)護(hu)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)不受(shou)到宇宙射線(xian)的(de)輻射。目前為止，搜尋到WIMPs的(de)證據寥寥無幾，但正在(zai)進(jin)行的(de)其它幾項試驗(yan)(yan)(yan)或(huo)可能在(zai)未來幾年有新的(de)發現。

太陽中微子

位于意大利的(de)(de)薩(sa)索國(guo)家實驗室(shi)的(de)(de)物理(li)學家在(zai)所謂的(de)(de)變(bian)型，或(huo)者(zhe)稱為“風(feng)味”的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)，發現了(le)太(tai)陽(yang)中(zhong)微子的(de)(de)痕(hen)跡。太(tai)陽(yang)的(de)(de)核反應會(hui)產生這些不帶電的(de)(de)粒子，但主要的(de)(de)理(li)論認為它們在(zai)前(qian)往(wang)地(di)球的(de)(de)過程(cheng)或(huo)會(hui)發生“風(feng)味”的(de)(de)改變(bian)。因此(ci)，尋(xun)找特(te)定風(feng)味的(de)(de)太(tai)陽(yang)中(zhong)微子的(de)(de)物理(li)學家最終只會(hui)測量到(dao)比他(ta)們預期更少的(de)(de)極少數太(tai)陽(yang)中(zhong)微子。

太陽中(zhong)(zhong)微子(zi)很少(shao)與(yu)物質發(fa)(fa)生相互作用，但是(shi)通過從歐(ou)洲(zhou)核子(zi)研究委員會物理(li)學(xue)(xue)實驗室(shi)發(fa)(fa)送731米粒(li)子(zi)束至薩索國家(jia)實驗室(shi)，物理(li)學(xue)(xue)家(jia)成功的(de)(de)捕獲(huo)到(dao)正在改(gai)(gai)變風味(wei)的(de)(de)粒(li)子(zi)。這(zhe)項發(fa)(fa)現證實了中(zhong)(zhong)微子(zi)在從太陽到(dao)地球(qiu)的(de)(de)過程中(zhong)(zhong)的(de)(de)確(que)會發(fa)(fa)生風味(wei)的(de)(de)改(gai)(gai)變

發現反中微子

中(zhong)(zhong)微(wei)子(zi)(zi)可能(neng)形(xing)成于太陽，但地(di)球(qiu)地(di)幔內部的(de)(de)(de)放(fang)射(she)(she)性(xing)元素也(ye)能(neng)產生(sheng)少量的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)微(wei)子(zi)(zi)。薩索國家實驗(yan)室還成功的(de)(de)(de)圍困(kun)了某(mou)些所謂的(de)(de)(de)反中(zhong)(zhong)微(wei)子(zi)(zi)，后(hou)者形(xing)成于放(fang)射(she)(she)性(xing)的(de)(de)(de)鈾或者釷(tu)衰變(bian)。這種(zhong)新粒(li)子(zi)(zi)或可能(neng)解(jie)釋地(di)球(qiu)內部形(xing)成了多(duo)少熱，從而導致(zhi)構造板塊的(de)(de)(de)運動。為(wei)了捕獲從地(di)幔放(fang)射(she)(she)出的(de)(de)(de)反中(zhong)(zhong)微(wei)子(zi)(zi)，研究人員使用了一種(zhong)基于油的(de)(de)(de)液(ye)體，當(dang)亞(ya)原(yuan)子(zi)(zi)粒(li)子(zi)(zi)撞(zhuang)擊該(gai)液(ye)體時(shi)它會發光。研究人員鑒別出反中(zhong)(zhong)微(wei)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)存(cun)在是(shi)因為(wei)當(dang)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)撞(zhuang)擊液(ye)體的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)時(shi)，它們放(fang)射(she)(she)出正電子(zi)(zi)。

核子衰變

盡管很(hen)多亞原子粒(li)子會衰(shuai)變(bian)成其它(ta)粒(li)子，但目前科學家還尚(shang)未發現組成原子核(he)的(de)(de)質子和(he)中子的(de)(de)衰(shuai)變(bian)。旨(zhi)在揭示(shi)物(wu)理(li)(li)學的(de)(de)一切的(de)(de)大統一理(li)(li)論(lun)預測了(le)核(he)子衰(shuai)變(bian)的(de)(de)存在。

為(wei)了找(zhao)到(dao)這種(zhong)罕見衰(shuai)變(bian)(bian)的證(zheng)據，日本神岡(gang)(gang)礦(kuang)山地下的超級(ji)(ji)神岡(gang)(gang)探(tan)測器(qi)實驗的科(ke)學家(jia)已經(jing)耗費(fei)了多年時(shi)間尋找(zhao)核子衰(shuai)變(bian)(bian)。即(ji)使(shi)光子的衰(shuai)變(bian)(bian)時(shi)間需要10的34次方，探(tan)測器(qi)也應該能夠發(fa)現少數光子衰(shuai)變(bian)(bian)跡象。然而(er)，目前為(wei)止超級(ji)(ji)神岡(gang)(gang)探(tan)測器(qi)仍一(yi)無所獲。