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主題: 宇宙微中子 南極冰層Hold得住 作者: Skyray 於 2012-01-17 21:26:41 http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=366708 (http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=366708)
去年12月，台大「梁次震宇宙學與粒子天文物理學研究中心」主任陳丕燊，將中華民國國旗插上南極極頂，他是南極「天壇陣列」（ARA Observatory）計畫的國際共同發言人。這個研究團隊在南極架設無線天線，觀測冰層中「微中子」發出的輻射，希望從中找到宇宙遙遠星系放出來的線索。 天壇陣列計畫由國科會的「卓越領航計畫」以及台大梁次震中心共同資助，陳丕燊團隊在南極的實驗就是要觀測「宇宙最高能量的微中子」。 他表示，高能物理實驗室裡幾乎每天都會看到微中子，但由人造加速器產出的微中子能量較低，大強子對撞機產生的微中子能量，就比宇宙射線中的高能微中子小1百萬倍。 目前科學家僅觀測到來自太陽以及SN1987A超新星爆炸產生的天體微中子，至於宇宙中最高能的微中子則可以穿透宇宙、「打」到地球上，科學家判斷它必然存在，但是到目前為止尚未觀測到。 要如何找出傳至地球的高能微中子？陳丕燊解釋，中子和一個正電子作用會產生質子和微中子，反之，質子與微中子相撞也會跑出中子和正電子。 若把很多個原子核集合起來變成一個「靶」，只要密度夠高，微中子就能打到原子核中的質子，再由衍生物得知微中子的存在與特性。 南極極頂3千公尺厚、幾千平方公里廣的冰層就像一個體積很大的「靶」，微中子與冰作用會產生許多次級粒子，粒子間碰撞又產生更多次級粒子，如樹狀發展，稱為「簇射（shower）」。 大量的正、負電子在冰層中前進時，正電子較易被吸收，因此簇射就成了帶電體，在物質中以接近光速前進時，會放出「切仁可夫輻射」，內含穿透力強的無線電波。 「天壇陣列」計畫在南極的冰層下面2百公尺裝設無線電波天線陣列，來測量由極高能宇宙微中子所引發切仁可夫輻射的無線電波脈衝。陳丕燊說，ARA實驗去年已做初步冰下測試，結果一切和預期吻合，「相當鼓舞人心」。 未來ARA打算建造涵蓋1百平方公里的37座天線站，已經在2011年6月向美國國家科學基金會提出計畫，其評審結果即將揭曉。 其中10座將由台灣出資，已獲國科會及台大梁次震中心資助。此一ARA-37如能正式上馬，台灣將是美國之外出資最多的國家，也因此佔有主導地位。 ARA預計4年內完工，屆時將是全世界最大的極高能宇宙微中子天文台，之後至少進行5至10年觀測。藉由極高能微中子，我們可以推算出極高能宇宙射線是從哪裡來，以解開「宇宙加速器」如何產生極高能量粒子的謎團。 此外，由於極高能宇宙微中子和冰層中的質子作用時，其總能量將比位於瑞士日內瓦的全世界最高能加速器「大強子對撞機」（LHC）還要大10倍以上，預料天壇陣列可以成為唯一提供最前沿粒子基本作用力、額外維度空間存在與否等的珍貴數據。 (http://mag.udn.com/magimages/4/PROJ_ARTICLE/0_0/f_366708_2.jpg) 國際團隊在南極將架設37座無線天線，以觀測冰層中「微中子」所發出的輻射，希望從中找到宇宙遙遠星系放出來的線索。 （法新社） (http://mag.udn.com/magimages/4/PROJ_ARTICLE/0_0/f_366708_1.jpg) 南極極頂3千公尺厚、幾千平方公里廣的冰層就像一個體積很大的「靶」，罩得住微中子。 （歐新社） 主題: 回覆： 宇宙微中子 南極冰層Hold得住 作者: Skyray 於 2012-01-17 21:29:05 「細漢」微中子 足跡遍及星海
http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=366707 (http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=366707) 微中子解析／「細漢」微中子 足跡遍及星海 2012/01/15 【聯合報╱記者 陳幸萱】 (http://mag.udn.com/magimages/4/PROJ_ARTICLE/0_0/f_366707_1.jpg) 微中子與其它物質的作用力，因此難以捕捉。想要觀測宇宙中的微中子，最好的觀測站就在南極。 （法新社） 100多年前，元素周期表逐漸成形，人們開始了解元素是物質的基本組成。20世紀，科學家接著發現質子、中子，才知道元素是由更小的粒子構成。20世紀中期，科學家發現原來「夸克」才是組成質子、中子的基本粒子，於是發展出「基本粒子周期表」。 台大「梁次震宇宙學與粒子天文物理學研究中心」主任陳丕燊說，微中子是基本粒子的一種，基本粒子有兩大類：「重子」和「輕子」，各有3個家族，每個家族有2個成員。其中輕子的6個成員分別是電子、渺子、濤子，還有對應的電子微中子、渺子微中子及濤子微中子。 陳丕燊表示，微中子是目前所有基本粒子中所知最少的，1930年代，透過理論證實應該要有微中子存在，1950年代開始在實驗看到微中子，但直至近十年，科學家才發現微中子具有質量，但還無法準確測量，只知道質量約為一個電子質量的百萬分之一。 微中子可以在元素貝塔（beta,β）衰變的過程中產生，或是元素釋放一個中子時，此中子在約1千分鐘衰變成質子與電子，還有一個相應的電子微中子。核融合反應也會放出非常多相應的微中子，因此當太陽進行核融合，產生大量能量時，也有許多微中子跟著產生、射到地球上。 微中子由「弱作用力」主導，它的作用力非常弱，平時不易與其他物質相互作用，但能和電子、渺子、濤子「綁」在一起。 陳丕燊解釋，目前物理學中認為有4大基本作用力，分別為重力、電磁力，將質子與中子聚在一起形成原子核的強作用力，以及弱作用力。而正是因為作用力弱，微中子過去很難被觀測，也因此能穿過大量物質，傳遞非常遠的距離。 陳丕燊比喻，這就像是一個身材很瘦的人和一位身材壯闊的運動員，同樣要穿越熱鬧街區，身材壯碩易與人相碰，如同粒子間相互的強作用，身材很瘦的人就像微中子，即使是以同樣路線行走，也不易被擋住，有機會抵達遠的地方。由於可穿透大量物質，科學家也希望透過來自遙遠星系的微中子，探索宇宙深處。 主題: 回覆： 宇宙微中子 南極冰層Hold得住 作者: Skyray 於 2012-01-17 21:31:12 太陽輻射引爆地球？ 別傻了
http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=366709 (http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=366709) 有些描述世界末日的電影，會用太陽表面爆發強烈風暴，炙熱陽光與太陽風襲擊地球，導致地層下的熔岩抬升地殼等畫面，表示這些天文現象會引起全球性的地殼變動、火山爆發與強烈地震，導致人類全部毀滅。但在真實生活中，有可能發生嗎？ 聯合大學能源工程系副教授黃明輝表示，這樣的情節太誇張，幾乎不可能發生。 他指出，太陽微中子來自太陽核心深處，太陽核心的反應很穩定；若是太陽核心反應大量增加，微中子可以迅速逃離太陽，但是光線（也就是電磁波）從太陽的核心，約需要1萬年到17萬年才傳到太陽表面；也就是說，一旦太陽產生變化，太陽的光與熱要延遲數萬年的時間，才能到達地球。 太陽微中子能穿透地殼到地心，有可能加熱地心岩漿，產生火山爆發嗎？黃明輝說，日本超級神岡偵測器使用5萬噸的水，一天約收到十幾個太陽微中子，其實約只有1卡而已，「隨便搓動雙手，就能產生1卡熱量」。微中子是弱作用粒子，即使地球核心有很多物質，但依比例而言，微中子能貢獻的能量極其微小，微中子加熱地心所釋放出來的熱量極小，不足以影響地殼或火山活動。 在科幻電影中曾出現，太陽核融合反應停止，人類為了避免滅亡，派遣太空船攜帶氫彈投入太陽，試圖重新啟動太陽的核融合反應。黃明輝也說，這樣的情節，想像多於現實。 黃明輝表示，人類可以靠偵測太陽微中子來知道太陽的核融合反應有沒有在進行。即使太陽核心真的「熄火」了，人類生命也還有數萬年才會受到影響。相對於太陽巨大的質量，就算用了地球上所有氫彈與核子彈，都是微不足道的小能量，無法改變太陽的命運，也無法解決這個問題。 太陽有一定壽命，依照太陽的質量，估計其壽命約是100億年，目前約45億歲，因此還可有約55億年壽命。 不過黃明輝說，太陽年紀越大，表面輻射光強度就越強，約70億歲時，地球人類可能就會因為太熱而滅亡了，距離現在還有25億年，「人類是否能再存活250年都是一大問題，其實不用煩惱25億年後的事」。 主題: 回覆： 宇宙微中子 南極冰層Hold得住 作者: cuteip 於 2012-01-18 09:36:16 其中10座將由台灣出資
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