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试验用钢球中排成阵列的高精度探测器
试验钢球为三层结构，最里面一层用尼龙材料制成
美国生活科学网6月25日报道，意大利国家原子物理研究所的科学家表示，他们已经在地球内部很深的地方发现奇怪的反物质粒子。研究这些粒子，有助于科学家更好地了解地球内部的热量流动过程是如何对地表火山和地震等现象产生影响的。研究人员认为，这些反物质粒子是在地球内部发生的放射性衰变过程中产生的。
这种粒子被称作反中微子(Geoneutrinos)，是由奇特的反物质组成，反物质的性质跟常规物质正好相反。当电子等常规粒子与反物质粒子——正电子相遇时，它们会相互歼灭对方，引起猛烈的爆炸。反中微子是中微子的反物质粒子，是一种很轻的中性粒子。反中微子通常在太阳内部产生，当宇宙射线击中一个正常原子时，就会产生反中微子。以前在日本进行的KamLAND项目曾在2005年第一次发现可能的反中微子迹象。
意大利国家原子物理研究所大萨索国家实验室Borexino合作项目的研究人员在一个尼龙球探测器里发现反中微子，这个探测器包含1000吨液态碳氢化合物。这个尼龙球被放置在一个更大的不锈钢球里，安装在钢球里的一排排超灵敏光电探测器的顶部都指向尼龙球内部。这两个球状物都安装在另一个直径是45英尺(13.7米)的钢球里，最外层这个钢球里盛有2400吨纯度很高的水。
整个装置被埋在意大利大萨索山下近1英里(1.6公里)的地下。所有这些屏蔽措施都是为了确保该试验只发现中微子和反中微子。这些粒子极难被发现，因为它们几乎可以穿透任何东西，而不与其发生任何形式的相互作用。该项目经过一年多的寻找，只发现很少一点信号。太阳中微子在试验中产生的模式有所不同，因此发现太阳中微子相对更多一些。
研究人员在今年4月份出版的《物理学快报B》（Physics Letters B.）上详细介绍了他们两年来（包括2009年12月）的研究成果。参与这个项目研究的普林斯顿大学的物理学家弗兰克·克拉普莱斯说：“这是一项非常重要的研究成果。它说明我们已经发现反中微子，而且为研究地球内部提供了一个新工具。”
反中微子是由地壳（最外层）和地幔（地壳下面的一层，距离地表2900公里）里的铀、钍和钾的放射性衰变形成的。研究人员希望通过研究反中微子，更好地了解衰变元素是如何增加地表下的热量并对地幔运动过程（比如地幔对流运动）产生影响的。放射性衰变是地幔加热的主要机制，还是仅仅增加来自其它热源的热量，目前还不得而知。
对流过程是一种由热运动驱动的混合过程。在地幔对流中，热对流驱动熔岩从地球内部上升到地表，导致板块发生变动、大陆发生漂移、海床不断扩大，引起火山爆发和地震。这项最新研究说明，地球内部的放射过程可能在地幔热量中占了很大的比例。
（转自科学网，略有改动） |
