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“幽灵粒子”

2016-03-07

中学科技 2016年2期

2015年12月11日,英国物理学会主办的《物理世界》公布了“2015年十大突破”,中国科学院物理所研究团队的“外尔费米子研究”入选其中。

外尔费米子是科学家追逐了近一个世纪的“幽灵粒子”。如果告诉你,利用这种神秘莫测的外尔费米子,手机充一次电就能用个一年半载,你相信吗?

“幽灵粒子”的发现之旅

1929年,德国科学家赫尔曼·外尔最先提出,微观世界存在一类性质特殊的粒子,这种粒子没有质量,具有左旋和右旋两种不同的手性。后来科学家称之为“外尔费米子”(费米是意大利物理学家)。由于其特殊的物理性质,外尔费米子极有可能给集成电路等领域带来重大变革。然而经过近一个世纪的研究和探索,到2015年7月之前,科学家始终没有发现外尔费米子的踪迹。

在找寻外尔费米子的道路上,也发生过“误会”,神秘莫测的中微子就曾经被误认为是外尔费米子。每天,大量从太阳辐射出来的中微子会抵达地球。中微子具有很强的穿透能力,可以畅通无阻地穿过庞大的星球,将星球内部的信息带给我们,为我们了解宇宙提供途径。中微子的速度极快,从太阳到地球只需要8分钟,并且不带电,几乎不与周围环境发生任何作用。外尔费米子在某些特性上与中微子类似,这也是它难以被捕捉到的原因之一。然而此后一系列的科学实验证明,中微子虽然微小,但仍然具有振荡现象,而振荡只有在有质量的粒子间才能进行,因此它并不符合外尔费米子质量为零的特征。……

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