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非粒子

物理學家一直在(zai)地球地幔處尋找一種新(xin)的(de)(de)(de)基本力。非(fei)粒(li)子(zi)，兼具光(guang)子(zi)和(he)擁(yong)有重量的(de)(de)(de)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)雙重特性，或可能是導致遠(yuan)程自(zi)旋相(xiang)互作用的(de)(de)(de)主要原(yuan)(yuan)因(yin)，這是指導致原(yuan)(yuan)子(zi)中的(de)(de)(de)電子(zi)在(zai)長距離(li)范圍(wei)內將它們(men)的(de)(de)(de)自(zi)旋頻(pin)率(lv)逐漸(jian)調整統一的(de)(de)(de)新(xin)型(xing)力。

為(wei)(wei)了發現(xian)這種(zhong)新基(ji)本(ben)(ben)力(li)(li)的(de)存在(zai)證(zheng)據，研究人員(yuan)已經標記(ji)出地(di)球(qiu)地(di)幔(man)里(li)(li)的(de)電(dian)子的(de)密度和自(zi)(zi)旋(xuan)，目(mu)前正在(zai)調查這些地(di)下電(dian)子是否會影響(xiang)兩個相(xiang)距4828千米的(de)實(shi)驗中(zhong)(zhong)的(de)中(zhong)(zhong)子和電(dian)子的(de)自(zi)(zi)旋(xuan)。如果地(di)幔(man)中(zhong)(zhong)的(de)電(dian)子傳輸一(yi)種(zhong)力(li)(li)量給實(shi)驗室里(li)(li)的(de)粒子，那么它(ta)將(jiang)(jiang)改(gai)變粒子的(de)自(zi)(zi)旋(xuan)頻率。這種(zhong)新基(ji)本(ben)(ben)力(li)(li)也將(jiang)(jiang)與引(yin)力(li)(li)、電(dian)磁力(li)(li)和強弱的(de)核力(li)(li)一(yi)起影響(xiang)宇宙的(de)行為(wei)(wei)。

暗物質粒子

宇宙充滿了各(ge)種不可見的物(wu)質(zhi)(zhi)，它們(men)也(ye)被(bei)稱為(wei)(wei)暗(an)物(wu)質(zhi)(zhi)，后(hou)者的引力拖拽作(zuo)用是導致(zhi)星系(xi)不會分崩(beng)離析的主要(yao)原因。目(mu)前最主要(yao)的理論認(ren)為(wei)(wei)暗(an)物(wu)質(zhi)(zhi)是由弱相互(hu)作(zuo)用重離子(zi)(WIMPs)組成的，后(hou)者很少會與正常(chang)物(wu)質(zhi)(zhi)發生相互(hu)作(zuo)用。

好幾(ji)處實(shi)驗室，包括美國南(nan)達科塔州霍姆(mu)斯塔克(ke)金礦(kuang)的最(zui)大地下氙探測(ce)器(LUX)，也依賴地殼(ke)以(yi)保護實(shi)驗不受到宇宙(zhou)射線的輻(fu)射。目前為止(zhi)，搜尋到WIMPs的證(zheng)據(ju)寥寥無幾(ji)，但正在進行的其它(ta)幾(ji)項試驗或可能(neng)在未來(lai)幾(ji)年有新的發現。

太陽中微子

位于意大利的(de)(de)薩索國家(jia)實驗室的(de)(de)物理(li)學家(jia)在(zai)所(suo)謂的(de)(de)變型，或(huo)者稱為“風(feng)味”的(de)(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，發現了太陽(yang)(yang)中(zhong)(zhong)微子的(de)(de)痕(hen)跡。太陽(yang)(yang)的(de)(de)核(he)反應會(hui)產生這些不帶(dai)電的(de)(de)粒子，但主(zhu)要的(de)(de)理(li)論認為它們在(zai)前往地球(qiu)的(de)(de)過(guo)程(cheng)或(huo)會(hui)發生“風(feng)味”的(de)(de)改變。因此，尋(xun)找特定風(feng)味的(de)(de)太陽(yang)(yang)中(zhong)(zhong)微子的(de)(de)物理(li)學家(jia)最(zui)終只會(hui)測(ce)量到比他們預期更少(shao)的(de)(de)極少(shao)數太陽(yang)(yang)中(zhong)(zhong)微子。

太陽中微(wei)子(zi)很少與物質發(fa)生相互作用，但(dan)是通(tong)過從歐洲核子(zi)研究(jiu)委(wei)員(yuan)會物理學(xue)實驗室發(fa)送731米粒(li)子(zi)束至薩索國家(jia)實驗室，物理學(xue)家(jia)成(cheng)功的捕獲到正在改變風味的粒(li)子(zi)。這項發(fa)現證(zheng)實了中微(wei)子(zi)在從太陽到地(di)球的過程中的確會發(fa)生風味的改變

發現反中微子

中(zhong)微子(zi)(zi)可能形(xing)成(cheng)于(yu)太(tai)陽，但地球地幔(man)內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)放射(she)(she)性(xing)(xing)元(yuan)素也(ye)能產生少量的(de)(de)(de)(de)中(zhong)微子(zi)(zi)。薩索國家實(shi)驗室還成(cheng)功的(de)(de)(de)(de)圍(wei)困了(le)某些所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)反(fan)中(zhong)微子(zi)(zi)，后(hou)者(zhe)形(xing)成(cheng)于(yu)放射(she)(she)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)鈾或者(zhe)釷衰變。這(zhe)種新粒子(zi)(zi)或可能解釋地球內(nei)部(bu)形(xing)成(cheng)了(le)多少熱，從(cong)而導致構造板塊的(de)(de)(de)(de)運動(dong)。為(wei)了(le)捕獲從(cong)地幔(man)放射(she)(she)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)反(fan)中(zhong)微子(zi)(zi)，研究人員(yuan)使用了(le)一種基(ji)于(yu)油(you)的(de)(de)(de)(de)液(ye)體，當亞原(yuan)子(zi)(zi)粒子(zi)(zi)撞擊該液(ye)體時(shi)它會發光。研究人員(yuan)鑒別出(chu)(chu)反(fan)中(zhong)微子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)存在是因為(wei)當中(zhong)子(zi)(zi)撞擊液(ye)體的(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)時(shi)，它們(men)放射(she)(she)出(chu)(chu)正電子(zi)(zi)。

核子衰變

盡(jin)管很多亞原(yuan)子粒子會衰變成(cheng)其它粒子，但(dan)目前科學家還尚未(wei)發現組成(cheng)原(yuan)子核的質子和中子的衰變。旨在揭示物理(li)學的一切的大統(tong)一理(li)論(lun)預測了(le)核子衰變的存在。

為(wei)了找(zhao)到這種(zhong)罕見衰變的(de)證據，日本神(shen)岡礦山地(di)下的(de)超級(ji)神(shen)岡探測器實驗的(de)科學家已經(jing)耗費了多年時間尋找(zhao)核子衰變。即使(shi)光(guang)子的(de)衰變時間需要(yao)10的(de)34次方，探測器也應該(gai)能夠(gou)發現少數光(guang)子衰變跡象。然而(er)，目前為(wei)止(zhi)超級(ji)神(shen)岡探測器仍(reng)一(yi)無所獲(huo)。