图片说明：在意大利格兰萨索国家实验室中，研究人员使用Borexino探测器检测到地幔中的中微子。图片来源：INFN - Gran Sasso National Laboratories

 

近日，科学家利用埋在意大利山体下面的有机液体，找到了地球幽灵粒子—中微子的起源的新线索。研究人员说道，这项研究可以为以下两个问题提供新的线索：一是地球深处的放射性元素究竟是什么，二是它们是如何影响地球内部结构的。

 

中微子是亚原子粒子，是由不稳定原子的核反应和核衰变所产生的。中微子非常轻，比电子还要轻50万倍。中微子没有电荷，并只和极少的其他粒子相互作用，所以它们很容易在物质间传导。一光年（9.5万亿公里）的铅物质，只能阻止一半的中微子穿过它。但是，中微子偶尔还会击中原子。当击中发生时，就会产生闪光，就是靠这种闪光，之前的科学家确认了这种粒子的存在。

 

地球内部放射性元素的衰变会发出中微子流，科学家能够在地表探测到这些中微子流。这些“地质中微子”可以为地球内部提供新的线索。例如，尽管大量地球内热来自剧烈构造运动，但其中一些也来自于反射性元素衰变，但目前还无法确认这些比例是多少。地质中微子可以揭示哪些放射性同位素散布在地球内部，并且它们是如何影响地质活动（如岩石熔流引起的地震和火山活动）。

 

意大利格兰萨索国家实验室的实验粒子物理学家Aldo Ianni是本研究的合著者，他说道：“热源会产生物质运动。”为了探测地质中微子，Ianni和他的同事使用Borexino中微子探测器进行探测。该仪器使用了超过2200个传感器，用以探测中微子发出的闪光，而这些闪光可能是科学家使用近300吨的一种特殊有机液体引发的。实验场位于亚平宁山脉下，并被约1.5公里的纯净水包围的球体房屋中。

 

研究人员公布了迄今为止收集到的最丰富的地质中微子数据。通过分析2055天的Borexino测量数据，他们发现了约24中地质中微子。科学家在8月7日的《物理评论》上发表了他们的研究成果。Ianni说，通过对这些地质中微子能量的分析，发现11种中微子来自地幔，13种来自地壳。尽管具体的数据比例还未确定，但约70%的地球内热产生于核反应。为了获取更确切的数据，他们又收集了近17年的数据。Lanni说道，在未来，科学家可能环绕地球安放多个探测器。这将有助于研究人员检测放射性元素从地球内部传向何方，以帮助确定热能如何影响地球内部活动。（募格首译，AJ Chen）

 

原文网址：http://www.livescience.com/51893-ghostly-particles-detected-beneath-earth.html