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光年摄影器材,光年摄影工作室

cysgjj 发布于2024-06-14 17:20:55 摄影器材 37 次

大家好,今天小编关注到一个比较意思的话题,就是关于光年摄影器材问题,于是小编就整理了1个相关介绍光年摄影器材的解答,让我们一起看看吧。

  1. 中微子极强穿透力,需要五光年铅板才能挡住,若是用一公里的中子态物质是否能够挡住?为什么?

中微子极强穿透力需要五光年铅板才能挡住,若是用一公里的中子态物质是否能够挡住?为什么

每时每刻,都有数以亿万中微子穿过我们的人体,穿过我们的地球对比我们人类是无从感知的,它们在宇宙中畅通无阻,似乎什么都音响不了它。

1930年,奥地利物理学家泡利提出了一个***说,他认为在粒子衰变过程中,除了电子之外,可能还有一种静止质量为零、电中性、与光子有所不同的新粒子放射出去,带走了另一部分能量,因此出现了能量亏损。这种粒子与物质的相互作用极弱,以至仪器很难探测得到。这就是中微子,但是求证它的存在用了整整20年的时间。我们的太阳就是巨大的中微子辐射源。


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图片来源网络,侵删)

由于中微子不带电性,不表现磁力,所以很难和其它原子中的粒子反应,表现不排斥,而且体积非常微小,(电子的百万分之一),原子对于它来说,显得非常的广阔,就好比原子中有一条看不到边际的公路任它跑,所以很轻易的就穿过去了,人体包括地球,都无法阻挡它,我们毫无感知。


用一公里厚的中子态物质阻挡,首先想到的就是中子星,中子星原子的简并态已经抵挡不了重力压缩,可以说空间已经非常小了,通常是把负电电子压入正电原子核,但是相对于中微子,哪怕是中子星都是存在间隙的,我想一公里厚度虽然能够挡住大部分中微子,但是估计也挡不住所有。唯一能挡住的估计只有黑洞那种未知的密度。

中微子又称“幽灵粒子”,每秒有1000万亿个中微子悄无声息的穿过我们的身体,就连穿透地球等大型天体也不在话下。科学家曾用粒子加速器制造出10亿伏特中微子,在瞬间穿透地球时只衰减了1/1000。这就是中微子强大的穿透力。

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(图片来源网络,侵删)

而需要五光年铅板才能挡住只是形容中微子的穿透力太强,并没有任何人去试过这个说法是否成立。

穿透力惊人的中微子

在19世纪末,科学家在研究放射性物质β射线时,发现该射线与其它不连续的射线不同,而此射线是连续的,并且在放射过程中有一部分能量消失了。

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(图片来源网络,侵删)

1931年,物理学家泡利在罗马的国际核物理大会上提出:最初他以为这种带走β射线能量来自“原子核”中,于是命名为“中子”;不过他后来发现该粒子并非来自原子核,而是在射线衰变中产生。1932年,物理学家费米便将这种带走能量的粒子正式命名为“中微子。”

此后,物理学家在中微子的研究中获得了20多项诺贝尔奖。到现在,我们知道了中微子是一种不带电荷的轻子,质量接近0,速度接近光速,共有电子中微子、μ中微子、τ中微子三种。它只参与十分微弱的弱相互作用以及引力相互作用,是宇宙中穿透力最强的粒子,每天有大量中微子从太阳出发,穿透地球。

核反应、天然反应性(β衰变)、宇宙射线、超新星爆发等物理过程都会产生中微子。在太阳中,在弱相互作用下,每秒10³⁸个中微子产生。它与宇宙诞生密切相关,正反物质的不对称很可能就是它在作祟。

那么如果一公里的中子态物质是否能挡住中微子强大的穿透力呢?

中子态物质那就是中子星了,这也是一种十分牛皮的星球,在宇宙中密度仅次于黑洞,一颗直径约20~40km的中子星质量可有太阳的2.1倍。因为它全部由重粒子中子构成,中子又是由三个夸克组成。

中子也能衰变,也不带电荷;也有很大的穿透力,但不及中微子;但中子带走磁矩,不过这并不影响中微子的穿透力。

中子它只能在其中一个下夸克在弱相互作用中衰变为上夸克,变成质子。衰变过程中会释放出来一个正电子、一个反电子、一个中微子。不过只有1/1000的中子会生成电子与中微子,同时释放γ射线。

中微子是可以穿过一公里的中子态物质的,即使是几十km直径的中子星也能让穿透。原因有以下几个:

  1. 中微子质量接近0,引力难以对它起作用;
  2. 中微子没有电荷,磁作用力对它毫无作用;
  3. 不参与强相互作用,能在重粒子的中子、夸克自由穿透;
  4. 虽参与弱相互作用,但只有10⁻¹⁹米的尺度中;
  5. 铅是原子量最大的非放射性元素,它的厚度大点也许可能挡住中微子强大的穿透力。
中微子的研究有重大而深远的意义,人们可用中微子向地球另一头传递信息,当然也可利用它更好的认识宇宙的产生。

这个算一下不就知道了,最简单方法就是直接算密度,由于中子星就相当于一个巨型原子核,而铅的绝大部分质量都在原子核,所以这种算法虽然有误差,但不会很大。

查了一下铅的密度是11.3437g/cm³

中子星都密度是每立方厘米8000万到20亿吨,质量越大密度越大,取中间值吧,算15亿吨/立方厘米,即密度是1.5×10^15g/cm³

也就是中子星的密度大约是铅的132231987799395倍,即大约是1.3×10^14倍

而五光年=5×365.25×24×3600×29***92.458=47303652362904公里,即大约是4.7×10^14倍

综合对比一下,很明显如果五光年铅板能挡住,那么1公里中子态物质也能挡住,拦截效率差不多高3倍。🙂

这个问题说实话很难回答,因为穿透力并不是只是由粒子的大小、质量、速度决定的!

什么是中微子?其实就是一种粒子,只不过这种粒子比较特殊,它不带电,质量非常轻,速度接近光速,而且穿透力极强。

中微子最早是1930年物理学家泡利预言的,只不过他当时称其为中子,当1932年真正的中子被发现后,费米将其改为中微子。

中微子其实存在于我们的身边,但是由于它与其他物质相互作用极小,所以很难观测到,为了观测到中微子,科学家在南极建立了最大的中微子探测器“冰立方天文台”。

中微子还有另一个称号就是宇宙“隐身人”,这是因为穿透力太强,难以捕捉和观测。

我们在高中学过几种射线,分别是α、β、γ射线,知道α射线穿透力最弱,一张纸就能够挡住,因为它质量大,速度低,还带电。而β射线的穿透力稍微好一点,γ射线穿透力最强,几厘米厚的铅板才能挡住。

其实仔细想想穿透力不仅仅要满足粒子足够小,速度足够大,还有一点就是能否产生相互作用。简单来说就是不发生“反应”

在所以粒子中,中子可能算是穿透力比较好的,因为它不带电,只会与原子核发生强相互作用,而且中子还有磁矩,仍会和磁性有序的材料发生相互作用。

但是中微子不同,它即不带电,也无磁矩,速度还接近光速,所以它在穿透过程中不会发生电磁作用和强作用,只会发生弱作用和引力作用,所以它的穿透力极强。面对整个地球,每100亿个中微子,可能只有1个会发生相互作用不能逃出。

所谓中子态就更简单了,就是全部由中子构成的状态称为中子态,其实就是我们常说的中子星。

到此,以上就是小编对于光年摄影器材的问题就介绍到这了,希望介绍关于光年摄影器材的1点解答对大家有用。

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