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基于电子直线急刹车的超低能热中微子发生器

已有 3683 次阅读 2017-8-9 09:27 |系统分类:科研笔记|关键词:中微子,电子,三味,震荡,刹车辐射,轫致辐射,Bremsstrahlung,电路,充电,贝塔,衰变,维里定理,能量守恒| 电子, 中微子, 震荡, 三味, 刹车辐射

天然元素所能产生的中微子最低能量是2.5keV,可从半衰期400亿年的铼同位素187Re的β衰变产生。

那么,怎么获得能量位于1eV至2.5keV之间的中微子?

根据现有研究估计,三个味道—e、μ、τ中微子的静止质量之和为0.320 ± 0.081eV。任何粒子的动能只要大于静止质量对应的能量,它的运动速度就是光速。可见,理论上可以存在能量仅为1eV的超低能中微子。

由于任何β衰变的能谱是连续的准钟形曲线,故而能量低至1eV的中微子理论上是可产生的,只不过几率几乎为零。

那么超低能中微子能否不通过β衰变产生,改由人工方法产生呢?

我乐观估计这个设想是可能实现的。只不过人类现有技术手段,只能可靠检测到1MeV以上的中微子。低于这个门槛的中微子,暂时只能当做暗物质对待了。但我认为还是有办法检测的,不过要采用间接途径:如此低能的中微子可能具有很好的光学聚焦属性,聚焦后能量加强了,就可以加速某种特殊核素的衰变,从而间接感知。

玩科学还是要点胆量的,我就斗胆提出用操控电子的办法,来直接产生中微子。

折腾电子能弄出光子,这几乎成为众所周知的常识了。

轫致辐射,又称刹车辐射,英文Bremsstrahlung radiation,就是制造光子的常用方法。

至于是以怎样的方式对电子刹车,才能产生光子,估计明白人很少。绝大多数自信早就是“老司机”的人,会受制于字面暗示的常识性,将Bremsstrahlung刹车辐射,误解为电子直线运动减速产生的。

其实,用电子产生光子的正确刹车方式是拐弯或曲率刹车!直线刹车时,绝对不会释放光子,因为光子起码具有1的角动量,直线刹车没法平白无故产生整数量子角动量,且光子无反粒子,无法用正反光子平衡抵消角动量。所以:电子一定要转弯抹角才能生出光子!

其实原子核外的电子轨道退激跃迁,也可以看成是拐弯变速,所以就释放了光子。

原子中电子轨道受激辐射,是使电子拐弯的最低成本实现,例如几分钱的发光二极管。

而换用任何其它方法,例如磁偏转法,电子转弯半径立即成指数增加,仅空间成本就能贵得肉痛!好在空间尺度大了,带来了可随意调节曲率、光子同步、释放点位选择等优势,这是原子轨道皮米尺度无法比拟的。

这类昂贵光源的工作原理,因为“刹车辐射”的字面显义,经常被误当作电子直线刹车

1、同步辐射光源,正是利用电子储存环,利用电子转弯时的变速加速度,来产生同步光子的。



2、自由电子激光器中的电子其实并不自由,她们被磁场调制以蛇形路径前进,在拐弯最曲的那点蹦出了相干光子。



恭喜读者有幸读到此文,终于弄明白了光子是怎么产生的!

下面进入“深水区”,浅尝则止的读者,无需看下去,可以高高兴兴返回了。因为下面的论断,只反映个人的探索性工作,我不想误导非深究型读者,但有益于资深学者交流。

对于电子直线运动时刹车,例如被平行电场减速,究竟是否释放某种粒子这个直白问题,科学界从未给出个正式说法!

那么,电子直线刹车到底会产生什么奇怪粒子呢?亦或啥也不产生?

啥也不产生的话,有违能量守恒定律。武断地解释成对电源充电,似乎可以避免对守恒律挑战之嫌,但这种解释真的很勉强。

用维里定理(Virial Theorem)推导, 电子直线刹车是一定要生产出:携带所用刹车能量的未知粒子的。可惜,该定理不敢做任何预言。

我预言:电子直线刹车应当辐射出一对正反中微子,其各自携带的半自旋角动量1/2刚好抵消。

下图是拐弯刹车和直线刹车的示意图:

photons and neutrinos generated by different braking methods.png

据此理论猜测,可以将电子先直线加速,无须急加速,然后来个足够急的直线急刹车。只要刹车的加速度达到足够高的某个阈值,电子里面就会甩出一对正反中微子。我给出的加速度阈值估计:2.2*1012*g,g为重力加速度9.8m/s2

电路实现其实难不倒哪里去,我可给出下面的原理框图:

artificialNeutrino.png

理论上,2节1.5V的电池,就可以产生1eV的超低能中微子。但工作电压这么低,逻辑控制可能有问题。做出上千伏电压的样机应该不难。

如何将混在一起的正反中微子过滤或分开,我还没有想到好方法。

原理图的详细解释,参阅我的论文。

即便按众所周知的渠道,由核内弱力作用导致的贝塔衰变产生中微子,也可看作是电子突围原子核时,由强大的直线刹车力产生,刹车距离在核尺寸飞米级,乃超超急刹车!虽然此时仅有一个中微子释放,其实,也应释放了一对正负中微子,只不过其中一颗中微子被核自己吸收。这样解释似乎可自洽。


参考文章:

1、A Bold Innovation on Artificial Neutrinos Source,Yanming Wei, DOI: 10.13140/RG.2.2.34378.36804。http://vixra.org/pdf/1704.0372v3.pdf

2、美国实验发现新的中微子反应,曹俊,http://blog.sciencenet.cn/blog-296183-1069736.html




http://blog.sciencenet.cn/blog-2339914-1070271.html

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