默语世界|它从太阳核心来，每秒钟数万亿粒子穿过你的身体，终于被人类发现
北京联盟_本文原题：它从太阳核心来 ， 每秒钟数万亿粒子穿过你的身体 ， 终于被人类发现
当你刚刚开始看这篇文章的时候 ， 已经有数万亿颗中微子从你的身体中穿过 ， 而你却全然不知 。
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（图片说明：没有人知道中微子到底是什么样的 ， 但它和宇宙的命运息息相关）
“永远也找不到”的粒子
中微子是宇宙中最神秘的粒子之一 ， 它不与我们已知的其他任何粒子有明显的相互作用 ， 因此我们想要检测它非常困难 。 而且它体积和质量都极小 ， 所以即使从你的身体中穿过去 ， 也不会给你带来任何的伤害和感受 。 别说是你 ， 连地球都会被它穿透 。
正是由于这样的性质 ， 当著名物理学家泡利在预言这个粒子的时候都自信地说：人类可能永远也找不到这种粒子 。 不过 ， 最终物理学家们还是通过他们的才智 ， 发现了这种粒子 。
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（图片说明：泡利声称中微子不可能被发现 ， 但是临终前两年被“打脸”）
这数万亿个中微子中 ， 有一些来自于宇宙以及我们建立的核电站 ， 但绝大部分都来自于我们头顶上的太阳 ， 它在进行核聚变的过程中会释放出巨量的中微子 。 关于太阳中微子的检测 ， 科学家们已经进行了许多年 ， 并且成功地检测到了它们的存在 。 不过此前检测到的太阳中微子 ， 只是其中一种“配方” 。 最近 ， 在意大利从事Borexino实验的科学家们经过多次的努力 ， 终于捕获到了第二种“配方”的中微子 。
碳氮氧循环
这个“配方” ， 物理学家们称之为CNO 。 所谓的CNO ， 指的是太阳的碳-氮-氧循环（三个元素的符号） 。 碳氮氧循环也叫贝斯-魏茨泽克-循环 ， 是恒星核心处将氢转换成氦的两种过程之一（另一个就是我们熟知的核聚变） 。 这个循环通常发生在太阳或者比太阳更小的恒星中 ， 其反应过程如下：
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（图片说明：碳氮氧循环反应方程式）
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（图片说明：碳氮氧循环示意图）
当我们将这些方程式“叠加”在一起就会发现 ， 它的本质就是4个质子最终转化成一个α粒子（氦原子核）、2个正电子（与电子湮灭 ， 以γ射线的形式释放出能量）以及2个中微子 ， 碳、氮、氧都是起到催化剂的作用 。 在太阳的核心处 ， 大约有1.7%的4氦核是通过这个循环合成的 。 另外 ， 还有0.04%来自于特殊形式的碳氮氧循环 。
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（图片说明：特殊形式的碳氮氧循环）
中微子本就难以探测 ， 而CNO中微子更是容易混杂在其他中微子中 ， 所以人类始终只闻其名 ， 不见其真容 。 科学家为了寻找这个循环的证据已经努力了几十年 ， 如今终于有所收获 。
来自意大利米兰国家核物理研究所的物理学家Gioacchino Ranucci指出：“利用这个结果 ， Borexino终于完全揭开了为太阳提供能源的两个过程的秘密 。 ”
Borexino实验
CNO中微子之所以难以发现 ， 就在于我们很难将它和太阳释放的其他中微子区分开来 。
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（图片说明：Borexino实验的主体设备）
为此 ， Borexino的科学家们设计了一套非常复杂的实验设备 。 简单来说 ， 它的主体是一个巨大的不锈钢球 ， 并且在其中装入偏三甲苯（pseudocumene）作为闪烁溶剂 。 当中微子在偏三甲苯中穿越的时候 ， 会出现非常微弱的闪烁现象 ， 证明它的存在 。 为了屏蔽掉其他的宇宙粒子 ， 他们将这套设备置于水箱之中 ， 并且整个实验室都建立在深深的地下 。
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