科学:中微子的“相关性”使天文学家感到沮丧

2019-02-03 07:14:02

根据美国两组天文学家的说法,从太阳到达地球的中微子的数量似乎与表面太阳黑子的数量和声波在太阳中传播的速度有关这些观察结果可以揭示所谓的太阳中微子问题,并告诉我们太阳心脏深处的过程太阳中微子“问题”现在有两个方面 20年来,Ray Davis及其同事在南达科他州Lead的Homestake金矿进行的测量表明,只有三分之一到一半的中微子预测从太阳到达地球这种缺陷意味着要么我们对恒星如何工作的理解,要么我们对使太阳保持热并释放中微子作为副产品的核反应的理解必定是错误的更有争议的是,有一些证据表明,尽管中微子通量总是低于理论预测,但当太阳活动最少时,太阳中有更多的中微子,其表面覆盖着很少的黑点中微子来自太阳的心脏,因此,如果这是正确的,它告诉我们太阳黑子的变化只是一个更深层次活动周期的表面表现来自特拉华大学和俄亥俄州立大学的J W Bieber和他的同事证实,中微子的数量与太阳黑子数之间确实存在很强的相关性(Nature,vol 34,p 407)他们用对中微子的磁性影响来解释这一点一些理论家认为,如果太阳内部的条件导致来自太阳核心的原始电子型中微子“振荡”成其他变种,而Homestake实验无法检测到,那么可能会解释整体中微子缺乏如果发生这种振荡是因为中微子具有小的“磁矩”,并且被太阳内部的磁场翻转到不同的状态,那么通过太阳赤道向外传播的中微子应该受到的影响最小这是因为在高纬度地区太阳的场强由于地球的轨道相对于太阳赤道倾斜,这将导致测量的中微子通量的季节性变化比伯和他的同事确实发现在Homestake测量的通量在6月初和12月初,当地球穿过太阳赤道时更高,而在3月初和9月初,当我们到达赤道以下和最高距离时最少 在同一期“自然”杂志(第348卷,第403页)的一项独立研究中,耶鲁大学的劳伦斯克劳斯评论了在大约11年间不同时期太阳内部声波的行为发生变化的发现长太阳黑子周期从一个太阳周期(1977年至1988年)的数据中可以看出,太阳内部声音的速度变化足以改变声波穿过太阳一秒所需的时间这种变化与太阳黑子数量的变化相关,中微子通量也是如此并且变化的中微子通量与变化的声速相关克劳斯指出,太阳内部温度的变化可能会以正确的方式改变声速和中微子通量,如果太阳在其表面上最不活跃的时候内部稍微冷一点或者,如果太阳内部存在非常大的环形磁场,其强度在11年周期内变化,这也会影响中微子和声波但正如特拉华州/俄亥俄州团队所指出的那样,磁矩效应本身并不能解释在Homestake检测到的中微子的整体低通量在太阳中心可能存在一种限制中微子产生的不同机制,而这种减少的通量随后在离开太阳的途中被磁效应调制此外,他们还说,1月初地球最接近太阳时,用于抑制中微子通量的时尚“MSW”过程(新科学家,科学,