天 文 新 知|
當 你 看 著 一 顆 星 星 時 ， 有 沒 有 想 過 物 理 學 家 竟 從 那 一 點 星 光 發 掘 出 大 量 資 料 ， 有 點 不 可 思 議 ？ 幾 百 年 以 來 的 天 文 學 ， 建 構 於 點 點 星 光 ！ 這 些 星 光 ， 都 是 從 星 體 表 面 發 出 ， 我 們 無 法 從 星 光 窺 見 星 球 的 內 部 （ 圖 一 、 二 ） 。 那 麼 ， 當 物 理 學 家 告 訴 我 們 ， 恆 星 藉 著 內 部 的 核 融 合 反 應 發 光 發 熱 ， 究 竟 有 甚 麼 憑 據 ？
天 文 學 家 「 看 穿 」 星 球 的 方 法 有 兩 個 ﹕ 探 測 星 球 的 振 動 ， 以 及 核 反 應 產 生 的 中 微 子 。 篇 輻 所 限 ， 本 文 只 簡 略 介 紹 後 者 － 中 微 子 天 文 學 。
中 微 子 是 基 本 粒 子 之 一 ， 它 不 帶 電 荷 ， 質 量 極
小 ， 只 參 予 弱 作 用 及 重 力 ， 與 任 何 物 質 只 有 極
微 弱 的 相 互 作 用 ， 因 此 穿 透 力 極 高 。 平 均 每 一
百 萬 粒 太 陽 中 微 子 穿 越 地 球 ， 只 有 一 粒 有 反 應
， 整 個 地 球 竟 像 「 透 明 」 一 樣 ！ 從 太 陽
核 心 放 射 的 中 微 子 ， 絕 大 部 份 可 以 穿 越 整 個 太
陽 ， 散 播 宇 宙 四 方 。 太 陽 每 秒 鐘 產 生 約 2 x 1038
粒 中 微 子 。 在 你 閱 讀 這 篇 文 章 時 ， 已 有 超 過 1015
粒 中 微 子 穿 透 你 的 身 體 ！
另 一 個 中 微 子 源 ， 是 垂 死 的 星 球 。 當 恆 星 內 部 核 燃 料 消 耗 殆 盡 ， 它 變 得 不 穩 定 。 質 量 比 太 陽 還 要 大 幾 倍 的 恆 星 ， 會 經 歷 猛 烈 的 爆 炸 ， 成 為 超 新 星 （ 圖 三 ） 。 爆 炸 時 各 種 核 反 應 大 量 製 造 中 微 子 ， 它 們 帶 走 很 多 能 量 ， 甚 至 遠 高 於 光 與 熱 ， 對 超 新 星 的 機 制 有 重 大 影 響 。 超 新 星 爆 炸 後 可 能 會 剩 下 一 個 細 小 但 密 度 很 高 的 星 球 ， 稱 為 中 子 星 1 ， 亦 是 很 強 的 中 微 子 源 。 中 微 子 放 射 令 中 子 星 冷 卻 ， 其 速 率 受 中 子 星 物 質 影 響 ， 因 此 我 們 或 可 利 用 中 微 子 窺 探 這 些 細 小 星 體 的 祕 密 。 說 起 爆 炸 ， 最 猛 烈 的 應 是 約 一 百 三 十 七 億 年 前 的 宇 宙 大 爆 炸 了 。 大 爆 炸 製 造 大 量 中 微 子 ， 充 斥 整 個 宇 宙 。 估 計 每 立 方 公 分 約 有 三 百 粒 大 爆 炸 產 生 的 中 微 子 ， 它 們 在 宇 宙 結 構 的 形 成 、 物 質 - 反 物 質 不 對 稱 性 等 重 要 宇 宙 學 課 題 ， 可 能 擔 當 重 要 的 角 色 。 若 能 探 測 到 這 些 「 宇 宙 背 景 中 微 子 」 ， 我 們 便 可 以 得 到 宇 宙 初 開 後 約 一 秒 鐘 的 資 料 ， 那 將 是 何 等 令 人 興 奮 ！ 中 微 子 物 理 是 當 今 基 礎 研 究 的 一 個 熱 點 。 香 港 中 文 大 學 及 香 港 大 學 物 理 系 的 師 生 ， 亦 積 極 參 予 中 微 子 研 究 工 作 ， 包 括 中 微 子 天 文 物 理 以 及 實 驗 2 等 。
中 微 子 將 成 為 人 類 探 索 宇 宙 的 另 一 重 要 工 具 。
可 預 期 中 微 子 天 文 學 的 發 展 ， 將 帶 來 更 多 的 新
知 ， 以 及 新 疑 問 。
1 中 子 星 是
一 顆 大 部 份 物 質 為 中 子 的 星 球 。 近 年 亦 有 理 論
認 為 一 部分 中 子 星 可 能 由 夸 克 組 成 ， 稱
為 奇 異 星 。
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