中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

10 個回答
科学黑洞
2019-02-18

地球時時刻刻都接受來自太陽或者系外中微子的“洗禮”,我們每個人也是如此。中微子之所有有極強的穿透力主要是因為:它的速度接近光速、它的靜止質量幾乎為零、它幾乎不參與任何相互作用。

至於像地球一樣的普通物質,對於中微子幾乎沒有任何的束縛力。科學上從預言中微子的存在到發現它大約用了將近20年的時間。光是對中微子的發現及各種性質研究就有將近10位各國的科學家獲得諾貝爾獎。

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?圖:地下用以探測中微子的實驗設備

中微子被稱為宇宙間的“隱身人”不足為奇,實在是其太難於被發現捕捉。但是前邊也說了中微子雖然質量特別輕有的甚至於小於電子的百萬分之一,但是它還是有靜止質量的,既然如此必然也會受到引力的作用。但是一般的天體對它的引力幾乎可以忽略的,但是對於那種及其緻密的天體如中子星、黑洞等,對於中微子是由一定的限制作用的。

而問題中的中子態物質應該指的就是中子星,但是否可以擋住中微子就很難說了。還有另一方面因為中子星物質是極其緻密的,所有的電子被擠壓進原子核內跟質子結合變成中子,中子星的密度就是原子核的密度。這對於中微子也是有一定影響的,因為中微子還會受到弱相互作用的影響。中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?


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艾伯史密斯
2019-01-06

答:中微子的穿透力非常強,哪怕是穿過一億個地球,也很難被吸收;中子星物質具有非常強的引力,還有著非常大的密度,能大大增加中微子被吸收的概率。


中微子號稱“幽靈粒子”,是目前科學上最神祕的粒子之一,根據目前科學家掌握的證據,中微子的靜止質量不為零但非常小,大約為電子質量的千萬分之一。

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

中微子很難探測,原因有以下幾點:

(1)質量太小,萬有引力作用很弱,用引力探測中微子的辦法基本行不通;

(2)不帶電,不參與電磁相互作用,意味著中微子可以在原子中,電子和原子核之間穿梭自由,不受電磁力影響;

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

(3)不參與強相互作用,意味著可以在原子核內,夸克與夸克間穿梭自由,不受影響;

(4)參與弱相互作用,但是弱力的作用尺度在10^-19米數量級;

正是因為以上幾點原因,中微子幾乎可以在地球上的所有物質間穿過且不受影響,只有非常小的概率撞擊到原子核中的夸克,才有可能因為弱相互作用被吸收。


要知道,在一個原子中,原子核的直徑只有原子直徑的百萬分之一;而在原子核中,夸克之間的距離,又是夸克直徑的數萬倍,所以一箇中微子穿過地球時幾乎不受影響。

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

對於中子星物質,原子核與電子間的空隙,被中子填滿了,那麼中微子參與弱相互作用的概率大大增加,中子星的引力對中微子有影響,但是中微子的速度一般都很接近光速,所以引力影響很有限。

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

至於密度更高的夸克星物質,中微子被吸收的概率就更大了,對於黑洞而言,其引力就可以把中微子束縛住。


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光年之外zyn
2019-11-11

每時每刻,都有數以億萬中微子穿過我們的人體,穿過我們的地球,對比我們人類是無從感知的,它們在宇宙中暢通無阻,似乎什麼都音響不了它。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

1930年,奧地利物理學家泡利提出了一個假說,他認為在粒子衰變過程中,除了電子之外,可能還有一種靜止質量為零、電中性、與光子有所不同的新粒子放射出去,帶走了另一部分能量,因此出現了能量虧損。這種粒子與物質的相互作用極弱,以至儀器很難探測得到。這就是中微子,但是求證它的存在用了整整20年的時間。我們的太陽就是巨大的中微子輻射源。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

由於中微子不帶電性,不表現磁力,所以很難和其它原子中的粒子反應,表現不排斥,而且體積非常微小,(電子的百萬分之一),原子對於它來說,顯得非常的廣闊,就好比原子中有一條看不到邊際的公路任它跑,所以很輕易的就穿過去了,人體包括地球,都無法阻擋它,我們毫無感知。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

用一公里厚的中子態物質阻擋,首先想到的就是中子星,中子星原子的簡併態已經抵擋不了重力壓縮,可以說空間已經非常小了,通常是把負電電子壓入正電原子核,但是相對於中微子,哪怕是中子星都是存在間隙的,我想一公里厚度雖然能夠擋住大部分中微子,但是估計也擋不住所有。唯一能擋住的估計只有黑洞那種未知的密度。

星宇飘零2099
2019-01-22

這個算一下不就知道了,最簡單的方法就是直接算密度,由於中子星就相當於一個巨型原子核,而鉛的絕大部分質量都在原子核,所以這種算法雖然有誤差,但不會很大。

查了一下鉛的密度是11.3437g/cm³

中子星都密度是每立方厘米8000萬到20億噸,質量越大密度越大,取中間值吧,算15億噸/立方厘米,即密度是1.5×10^15g/cm³

也就是中子星的密度大約是鉛的132231987799395倍,即大約是1.3×10^14倍

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

而五光年=5×365.25×24×3600×299792.458=47303652362904公里,即大約是4.7×10^14倍

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

綜合對比一下,很明顯如果五光年鉛板能擋住,那麼1公里中子態物質也能擋住,攔截效率差不多高3倍。🙂

科学认识论
2019-11-02

這個問題說實話很難回答,因為穿透力並不是只是由粒子的大小、質量、速度決定的!

中微子

什麼是中微子?其實就是一種粒子,只不過這種粒子比較特殊,它不帶電,質量非常輕,速度接近光速,而且穿透力極強。

中微子最早是1930年物理學家泡利預言的,只不過他當時稱其為中子,當1932年真正的中子被發現後,費米將其改為中微子。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

中微子其實存在於我們的身邊,但是由於它與其他物質相互作用極小,所以很難觀測到,為了觀測到中微子,科學家在南極建立了最大的中微子探測器“冰立方天文臺”。

宇宙“隱身人”中微子

中微子還有另一個稱號就是宇宙“隱身人”,這是因為穿透力太強,難以捕捉和觀測。

我們在高中學過幾種射線,分別是α、β、γ射線,知道α射線穿透力最弱,一張紙就能夠擋住,因為它質量大,速度低,還帶電。而β射線的穿透力稍微好一點,γ射線穿透力最強,幾釐米厚的鉛板才能擋住。

其實仔細想想穿透力不僅僅要滿足粒子足夠小,速度足夠大,還有一點就是能否產生相互作用。簡單來說就是不發生“反應”
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

在所以粒子中,中子可能算是穿透力比較好的,因為它不帶電,只會與原子核發生強相互作用,而且中子還有磁矩,仍會和磁性有序的材料發生相互作用。

但是中微子不同,它即不帶電,也無磁矩,速度還接近光速,所以它在穿透過程中不會發生電磁作用和強作用,只會發生弱作用和引力作用,所以它的穿透力極強。面對整個地球,每100億個中微子,可能只有1個會發生相互作用不能逃出。

中子態

所謂中子態就更簡單了,就是全部由中子構成的狀態稱為中子態,其實就是我們常說的中子星。

我們知道中子星是因為巨大的引力收縮而成的,其密度可能是正常物質的上億倍!而我們說了中微子也會受引力的影響,而且中子星形成過程本就會釋放大量中微子。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

這其中牽扯的因素太多,例如中微子哪種類型,自身的能量是多少?或者中子態此時的狀態等等,但在我看來,一公里的中子態物質穿透是不難的。


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科普大世界
2019-11-09

中微子是一種非常小的基本粒子,屬於輕子的一種,質量只有電子的百萬分之一,在宇宙中大量存在,因為恆星中子星這樣的天體在發光的同時還會發出中微子,比如我們的太陽就是一個強大的中微子發射源,可以說中微子充斥於廣大的宇宙空間中。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

由於中微子是一種非常“懶惰”的基本粒子,它基本不與其它粒子或者事物發生作用,比如它不帶電,不會與電子和質子發生作用,在原子中也會暢通無阻,而且它不帶電磁力,也不會和有磁性的東西發生作用,它的個頭也非常小,速度又基本和光速一樣,所以它在穿透過程中不會很少會受到其他東西阻擋,比如每秒鐘就有上萬億的中微子經過我們的身體,但是我們卻毫無察覺,其實每時每刻也有無數的中微子穿越地球,然而厚達1萬多公里的地球在他們面前卻好像空無一物,它們幾乎可以不受阻擋地一越而過。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

通常認為中微子只有直接撞擊到電子、質子或者中子上才會被阻擋,就是在原子核中有空隙,它也可以穿行無阻,甚至有人認為他可以在組成質子和中子的夸克間穿行,因此通常認為它也是宇宙中穿透力最強的基本粒子,無論是行星還是恆星都無法有效阻擋它的穿越,因為常見物質中原子間的空隙就很大,而原子內的空隙也很大,中微子直接撞擊到電子、質子中子上的可能性很小,有科學家認為一箇中微子發射源發出的中微子,需要用幾光年厚的鉛板才能全部阻擋,說起來真是讓人匪夷所思了。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

那麼宇宙中有能有效阻擋中微子的事物嗎?其實也是有的,白矮星是一種,它可以阻擋較少的中微子經過,因為白矮星是一種物質很緻密的星體,上面的物質處於電子簡併態,電子和質子的分佈比較集中,空間也很小,所以能阻擋一部分中微子通過。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

比白矮星更強的就是中子星了,它的物質分佈更為密集,電子被強大的簡併壓擠到了質子裡面成為中子,當中微子經過的時候,這些密集的中子可以阻擋一大部分,而且由於中子星有著強大的引力場,可對時空產生一定程度的扭曲作用,因此也會對中微子的傳播路線產生一定的影響。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

不過阻擋能力最強的還是黑洞,黑洞強大的引力場對時空的扭曲作用也非常強,當光子來到他的世界邊緣的時候就無法再逃脫了,而中微子和光子有一定的相似性,理論上它也無法逃脫黑洞的引力場,所以黑洞才應該是可以完全阻擋中微子的事物啊。
中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

科幻船坞
2019-02-19

中微子(符號v)是奧地利物理學家泡利在1930年發現的,他將β衰變中竊走一小部分能量的小偷命名為中子,後來真正的中子被發現了,意大利物理學家費米將這個“中子”改名為中微子。

自然界有四種基本作用力,這些力構成了大千世界,一枚飛速射過來的子彈撞擊鋼板,電磁力、強力會阻止子彈或者擋住子彈,子彈個頭太大,具備的能量也不大,所以不容易射穿太厚的鋼板,但對於中微子來說,它可以輕而易舉的穿透整個地球,就包括現在的每分每秒,就有億計的中微子在穿透我們的眼睛。

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

中微子是一種質量極輕比電子還要輕百萬倍,基本不參與其它相互作用,個頭極小,所以它幾乎從容的穿透任何物質而不會被阻擋。

5光年的鉛板可以抵擋的住,因為它足夠厚,質量足夠大,引力足夠強,當然了這也只是理想狀態下,5光年厚的鉛板誰能造得出?還沒建造好就要坍縮成黑洞了。

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

一公里的中子態物質能夠擋得住嗎?我們知道中子星上的物質就是中子簡併態的物質,密度極大,1立方厘米可能就重達10億噸,中子星可以看做是一個巨大的原子核,雖然密度對於我們來說非常恐怖,但對於中微子來說,它可能就像是一張漁網,而中微子只是一粒沙子,能擋得住嗎?不能。

那麼靠這1公里中子態物質的引力能夠擋得住嗎?也是不能的,中微子質量非常小,比電子的質量還要小百萬倍,你說呢?

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本文圖片來源於網絡,侵刪!

程俊杰70559097
2019-11-02

熱衷於尋找更小粒子是有意義的,不過更要準確理解和定義這些粒子。

如果說中微子低於光速可以穿透五光年的鉛板,那中微子就要比光子還“小”,光子都說沒質量了,那中微子哪來的質量,光子能穿透這麼厚的鋼板嗎?

中微子也是光子級的粒子,光子不是大小相等的粒子,能把電子振動到頻率,電子也發光。光是波,不是射流。

中微子應該是小級別的光子,比我們認知的光子穿透力強,但是五光年怎麼來的就不可思議了,正常條件下,電子就和抽刀斷水一樣,切了又合,誰合出來的,就是光子級別的粒子,所以,低能態的中微子,“走”不遠。

把一個電子壓進質子很難,但是讓原子丟掉一個電子很容易,摩擦都行,讓一箇中子跑出原子核也不難,核裂變就是,那麼放射性元素放射的啥?一下扔掉一箇中子?並不是,鋼板可以有效吸收這些粒子,不是攔住這些粒子,何來五光年厚之說。

等他動能低了,老老實實投入電子懷抱。

赛先生科普
2019-01-07

中微子被稱為宇宙中的“隱形人”,它性格非常孤僻,對於四大基本相互作用,只參與弱相互作用和引力作用,以至於它極難被擋下來。(也就黑洞能百分百擋住它了)中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

題目中說用一公里厚的中子態物質去阻擋中微子,結果也沒多麼理想,還是有不少中微子可以穿過的。

畢竟對於中微子而言,在忽視引力的情況下,弱相互作用的反應截面是那樣的小,即便中子們緊緊挨著,它甚至可以在組成中子的夸克間穿梭(不過也有機率使得中子吸收一箇中微子而變成質子)

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

↑中微子實驗裝置↑

總的來說,中微子在宇宙中分佈很廣泛,比如你現在豎起你的大拇指,每秒都會有上百億個中微子穿過你的指甲蓋,躲都躲不掉。

甚至就連你的身體內都會跑出中微子,因為人體內的鉀-40元素,每天因衰變會發出大約4億個中微子。

期待您的點評和關注哦!

科学探秘频道
2019-11-04

答案是當然可以。中微子屬於不可分割的基本粒子,和電子一樣都屬於輕子家族中的一員。同時,中微子不帶電,因此它即不參與強相互作用力也不參與電磁相互作用力。僅僅參與一點弱力和引力作用。

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

知道了這些信息,就基本可以理解為何中微子穿透性極強,甚至被稱為宇宙中的隱身粒子了。

首先,中微子不參與強相互作用,所以中微子和質子、中子幾乎沒有任何作用力,就是說中微子只要不是一頭正好撞擊到原子核上面,它幾乎就是對原子核視而不見。

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

第二、中微子沒有電荷,所以它也不參與電磁作用。也就是說它和電子以及質子沒有電磁力,對電子和質子也視而不見。

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?

第三、中微子個頭極小(原子對它來說就像是太陽系)、速度極高、甚至被認為和光子一樣沒有質量。

所以說,中微子和基本粒子間的引力也很小,再加上它是高速運動的(接近光速),所以自由的中微子基本上就不受四種基本力的任何一種。故而原子對於這麼一個完全不受力的小東西,基本就像是空氣一樣不存在。所以中微子可以穿透任意物質,我們身體和地球每時每刻都有上百萬億顆中微子穿過,可是我們完全感覺不到。

中微子極強穿透力,需要五光年鉛板才能擋住,若是用一公里的中子態物質是否能夠擋住?為什麼?


故而想要利用一般物質阻擋中微子,基本上就是不可能。除非是引力大到無邊,像黑洞一樣捕獲光子。或者說利用題目中說的中子態物質,比如中子星。這些中子態物質密度極高,中子之間的距離和原子核中中子的距離差不多,小於10^-15m,可以讓中子一頭裝上去。而且這麼高密度的中子物質,質量也極大,引力也極高,已經可以對中微子產生可觀的吸引力了。

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