网页资讯视频图片知道文库贴吧地图采购
进入贴吧全吧搜索

 
 
 
日一二三四五六
       
       
       
       
       
       

签到排名:今日本吧第个签到,

本吧因你更精彩,明天继续来努力!

本吧签到人数:0

一键签到
成为超级会员,使用一键签到
一键签到
本月漏签0次!
0
成为超级会员,赠送8张补签卡
如何使用?
点击日历上漏签日期,即可进行补签。
连续签到:天  累计签到:天
0
超级会员单次开通12个月以上,赠送连续签到卡3张
使用连续签到卡
05月23日漏签0天
中微子地球演化说吧 关注:291贴子:4,031
  • 看贴

  • 图片

  • 吧主推荐

  • 游戏

  • 7回复贴,共1页
<<返回中微子地球...吧
>0< 加载中...

大亚湾反电子中微子探测实验真相

  • 取消只看楼主
  • 收藏

  • 回复
  • 中微子地球
  • 人气楷模
    13
该楼层疑似违规已被系统折叠 隐藏此楼查看此楼
梅晓春 ( 福州原创物理研究所 )
我在2012年听到,中国科学院高能物理研究所的大亚湾中微子实验发现新的中微子振荡模式,深为这个消息感到高兴。经过这么多年的艰苦奋斗,在基础实验物理学领域,总算有人在中国本土上做出原创性的新发现,是一件值得庆贺的事情。多年来我一直从事物理学对称性理论的研究,知道这个结果对物理学的重要性。
然而大约过了一年,上海东方电磁波研究所的季灏先生打电话告诉我,说王贻芳的中微子实验是假的。我说这不可能,这个实验是国际合作项目,实验数据是公开的,并且即时传給世界上其他实验室,是改不了的。如果有假,怎么可能有两百多人在文章上签名,难道两百多人都愿意造假?于是季灏先生就把写的分析文章寄给我,里面有详细的计算。我看后仍然半信半疑,再加上对中微子实验不太了解,就没有去深究这个问题。
从2015年初开始,美国激光干涉天文台(LIGO)多次宣布发现引力波。我当初一看新闻报道,就意识到有问题。找到LIGO发表的文章细读后,发现这个实验不过是一个计算机模拟和图像匹配游戏。他们并没有真正发现引力波爆发的宇宙天体物理学现象,而是根据两台激光干涉仪上偶然出现的两个相似信号,通过与爱因斯坦引力理论拟合,就宣布发现引力波。实验结果显然是造假,与引力波实际上一点关系都没有。但发表的文章却有近千人签名,并且居然还得了2017年诺贝尔物理奖!
在现代物理学的大科学实验中,由于效应都非常小,要发现新现象的是非常困难的。与传统的实验物理学不一样,所谓的发现新现象已经不是我们直接看到什么,而是根据理论计算我们能够看到什么,对实验结果的判断依赖于理论。具体做法是,采用拟合方法,先根据理论,引入一大堆参数,可以画出各种各样的曲线。然后根据实验结果确定参数的数值,使某条理论曲线与实验曲线相符,于是就宣布理论被实验证实,实验获得成功。
这种做法包含了逻辑循环,实际上是没有意义的。它先预设前提正确,导出结论,然后再用结论来证明前提正确。即使理论是错,你也会看到理论与实验达到一致。原因在于一堆参数的数值可以任意选择,结果总能使某条理论曲线与实验曲线一致。难怪物理学家费曼戏言,只要给四个自由参数,他就能拟合出一头大象,用五个参数可以让它的鼻子摆动。
再加上中国科技大学潘建伟院士搞的量子通信,使我越发深信现代物理学的大科学实验中有太多骗人的东西。潘建伟说他的量子通信具有绝对的保密性,其物理学基础是 “量子态不可克隆定理”。然而“量子态不可克隆定理”实际上根本不成立,但潘建伟却把量子通信卫星送到天上。
前不久,季灏先生读到我评论潘建伟的量子通信的文章《是科学创新,还是欺天巨骗?》后,给我打来电话,再次希望我考虑一下大亚湾中微子实验。于是我重新找出季灏寄来的文章,并在网上找到一堆相关文献进行研究。结果发现季灏的计算是对的,按照大亚湾实验组公布的数据,应当是在远点处测量反电子中微子增加,而不是减少。同时还发现更多的证据,证明王贻芳等的大亚湾中微子实验报告涉嫌数据造假。而且手法相当恶劣,与美国人宣称发现引力波的做法如出一撤,甚至有过之而无不及。
由于实际实验结果与现有的中微子振荡理论不能到达一致,大亚湾实验组干脆将近点位置上三个探测器的测量数据弃而不用,改用理论猜测数据来代替。同时还修改了远点探测器的实际测量数据,虚构出远点探测到反中电子微子减少的结果。因此大亚湾实验实际上完全失败,实验报告制作者涉及造假,严重违规。大亚湾实验所谓的发现第三种中微子振荡模式,以及对振荡角的测量数据都是不可信的。
高能物理实验证实存在三种中微子,即电子中微子、缪中微子和陶中微子。大亚湾中微子实验起源于太阳反电子中微子失踪问题。1968年美国布鲁克海文实验室的戴维斯在旧金山的一个废金矿中,用615吨四氯乙烯为探测剂,连续观察了近三十多年,发现来自太阳的反电子中微子只有预期的三分之一,称为“中微子失踪之谜”。为了解释太阳中微子失踪的问题,物理学家就提出“中微子振荡”理论,认为反电中微子在从太阳飞到地球的过程中转变成其他中微子。
宇宙线进入地球大气层,与气体原子核碰撞,会产生缪中微子。1988年日本的神冈实验室测量到大气缪中微子比预期少,称为“大气缪中微子反常”。2001年加拿大SNO实验室发现,虽然太阳发出的反电子中微子变少,但总的反中微子数量不变,间接证明存在中微子振荡。2003年日本的K2K实验和美国的MINOS实验,用加速器证明存在中微子振荡。
然而所有这些实验都存在一个致命的问题,就是实验对中微子的探测率极低。中微子只参与弱相互作用,不参与电磁相互作用,与地球物质几乎不发生作用,很难探测。根据理论计算,每秒钟就有几十亿个太阳中微子从人的身体穿过,但我们一无所有知。
在戴维斯的旧金山矿洞实验中,每天有几百亿个中微子从戴维斯的探测器穿过。然而戴维斯三十年一共才探测到2000个中微子,平均每天探测到四分之一个。戴维斯用这样微小的探测率,来推测每天几百亿个中微子中有三分之二失踪,这在逻辑上和概率论上是说不过去的。事实上,戴维斯的判断是理论依赖的,如果中微子与实验介质相互作用的理论有误,中微子失踪的结论也可能是错的。
为了避免理论依赖的问题,俄罗斯物理学家米卡埃及兰和西涅夫提出,不需要测量中微子的绝对值,改用相对测量的办法,来研究中微子失踪问题。相对探测方法采用两台探测器,一台放在中微子源近处,另外一台放在远处。通过两台仪器上探测到的中微子数与距离反平方的关系,就能得知中微子数是否有变少。这种测量方法与中微子的产生机制和探测物质的相互作用无关,是理论独立的,因而有可能真正解开中微子失踪之谜。
大亚湾实验正是采用这种方法,使它比以往的实验具有优越性。大亚湾有六座核反应堆,位于三个不同的地点。第一期实验采用六台探测器AD1 ~ AD6,其中二台位于近点实验厅EH1内,第三台位于近点实验厅EH2内。远点有三台探测器,位于实验厅EH3内。第二期实验在EH2和EH3实验厅各增加一台探测器。反应堆与探测器的分布见图1。


  • 中微子地球
  • 人气楷模
    13
该楼层疑似违规已被系统折叠 隐藏此楼查看此楼


2025-05-23 04:39:00
广告
  • 中微子地球
  • 人气楷模
    13
该楼层疑似违规已被系统折叠 隐藏此楼查看此楼
大亚湾实验的设计是,核电站反应堆发出反电子中微子,通过近点探测器探测到的反中微子数,按距离反平方关系,计算远点探测器探测到的反电子中微子数,然后与远点实际探测到的反电子中微子数进行比较,确定是否存在反电子中微子消失,以及消失量是否与现有中微子振荡理论一致。
在大亚湾实验组自2012年以来发表了多篇文章。对于每台探测器每天探测到的反电子中微子数,给出两组数据。以2012年第一次发表的数据为例,见图2的第二行和第五行。第二行被称IBD候选数(candidates),第五行被称为IBD比率(rate),IBD指中微子反贝塔衰变。然而对什么是候选数,什么是比率,以及二者之间是什么关系,文章没有给出明确的定义和解释,让人捉摸不定。参考其他文献后得知,第二行的IBD候选数应当是实际测量数。第五行的IBD比率则是候选数的修正值,第三行的活时间是实际测量的天数。第四行是将第二行的数字除以测量天数的结果,代表每台探测器每天探测到的反电子中微子数。


  • 中微子地球
  • 人气楷模
    13
该楼层疑似违规已被系统折叠 隐藏此楼查看此楼


  • 中微子地球
  • 人气楷模
    13
该楼层疑似违规已被系统折叠 隐藏此楼查看此楼
图2的第二,三、四列是近点的三台探测器的探测数据,第五,六,七列是远点探测器的探测数据。可以看出第五行前三列的数字比第四行前三个列的数字大很多,意味着修正值比实际测量值大。由于实际测量值一般包含中微子的环境本底,扣除本底后应当变小,图2的修正结果是反常的。第四行后三列的数字比第五行后三列的数字稍大一点,可以认为是正常的。因此图2第五行的前3个数字与后3个数字是有矛盾的,这两组数据中必有一组是错的,或者两组都是错的。
然而高能物理研究所研究员曹俊2014年发表在《中国科学》的文章中却说“大亚湾近点EH1每个中微子探测器每天测得约700个中微子,EH2约600个,EH3约70个”。这显然是将图2的第五行的比率看成是直接测量值。如果真是这样,第二行的候选数又代表什么呢?
鉴于大亚湾实验组发表的论文过于简略,我们找到几篇科学院高能物理研究所的博士生关于大亚湾实验的论文,其中包括王贻芳博士生的文章《大亚湾中微子实验实例率和能谱的测量》。虽然这些论文对实验过程和数据处理有详细的介绍,但对于最终的测量结果,也只是简单地照搬图2的数据。对图中第二行与第五行数据的实际意义,以及如何从这些数据得到中微子消失的结论都避而不谈。


  • 中微子地球
  • 人气楷模
    13
该楼层疑似违规已被系统折叠 隐藏此楼查看此楼
只有在中国科学院大学于泽源博士的论文《大亚湾中微子实验刻度重建及中微子丢失研究》的摘要和文章最后部分中,有简单地提到这个问题。从文章可以看出,于泽源博士不但参与实际测量,而且是实验数据处理和物理结论分析的主要研究者之一。他提供的数据应当是第一手的,现摘录如下:
“本文分析了55天的实验数据,包括本底,远点探测到10416个,近点探测到80376个反中微子候选事例。减除本底后,利用反应堆、基线等信息,通过近点数据预测无振荡假设下远点应观察到10530个反中微子,而实际观察值为9901个,观测值与预期值之比为0.940,发现中微子丢失,也观察到中微子振荡特有的能谱畸变。”
将图2第二行的头三列数字相加,正好等于80376,将后三列数字相加,也等10416。因此我们就可以明确,图3第二行的六个数字是大亚湾实验中六个探测器探测到的反中微子数,其中包含了本底等其他因素。扣除这些因素后,远点三个探测器实际探测到的,来自反应堆的反中微子是9901个,平均每天每个探测器探测到67.43个。图2第五行右边三个数的平均值是70.93,和于泽源提供的数据不一样。每天每个探测器的平均差值是3.50,误差为0.4%。
问题是扣除本底等其他因素后,近点的三个探测器到底一共探测到多少个反中微子呢?它们显然不是图2第五行的前三个数字,曹俊的文章没有说实话。于泽源的文章也没有提供,这个数字在大亚湾实验中一直是个谜。我们在研究中发现,大亚湾实验组恰恰在这里做了手脚。他们实际上用理论计算来代替实验数据,把真实的数据隐瞒了。
如果认为对于近点的探测值,本底和其他因素的修正也不大,按80376个反中电子微子计算,平均每天每个探测器探测到540.67个反中微子。然而按照图2第五行,前三个数字的平均值是654.33,相差113.66,误差高达17.4%。
事实上,在于泽源的文章中,我们根本看不到图2第五行的六个数据。在大亚湾实验组的论文中,我们也看不到这六个数据是怎么算出来的。包括王贻芳和曹俊的其他论文,对这个关键数据的来源都是含含糊糊的。所有的论文都回避这个问题,没有一篇文章真正谈到这个问题,这是一个非常蹊跷的问题。由于这一组数据显然导致矛盾,我们只能认为它们是大亚湾实验组编造出来的。
为什么不提供真实数据呢?唯一的原因只能是,将这三个数字与远点的三个数字比较,得到的不是反电子中微子消失,而是反电子中微子增加的结果。
由于图2第四行后三列与第五行后三列的远点测量数字相差很小,我们可以认为第四行前三列与第五行前三列的近点测量值也相差很小,因此可以用第四行的数值近似代表实际测量值。在此基础上先假设中微子没有发生振荡,从近点测量值计算远点的反中微子数。然后将计算值与远点的实际测量值进行比较,来确定远点的反中微子是否有消失。
计算结果是,以EH1近点为基准,EH3上每个探测器每天应当探测到的反电子中微子数是68.25个。然而按照图2的数据,EH3上每个探测器每天平均探测到70.94个反电子中微子。每台探测器探测到的反中微子是增加,而不是减少,二者相比增加了3.94%。实际探测值与理论值的比值 R=1.04,而不是实验组公布的R=0.94。
以EH2近点为基准做计算,远点EH3上每个探测器每天探测到的反电子中微子数应当是59.53个,实际探测到70.94个,反电子中微子增加了19.15%。比值R=1.19,远离R=0.94。两个不同近点为基准进行的计算结果不一样,百分比差值高达4.86倍。如果按照实验组2015年公布的更新数据,以EH1为近点做计算,远点EH3上反电子中微子数增加14.4%,R=1.14。以EH2为近点做计算,远点反电子中微子数增加10.41%,R=1.10。
因此从大亚湾实验即不可能得到理论预言的中微子振荡的结果,也得不到实验组给出的振荡角数值。事实上,大亚湾实验组公布的数值不是一组自洽的数值。它即不可能与中微子振荡理论一致,也不可能使各个探测器上的测量结果达到自洽。因此我们只能说,大亚湾中微子实验是一个结果与原先预期完全相反的实验。


  • 中微子地球
  • 人气楷模
    13
该楼层疑似违规已被系统折叠 隐藏此楼查看此楼
大亚湾实验组虽然编造了图2第五行的前三个数据,即714.17、717.86和532.29,但这只是用来掩人耳目的。在他们的实验报告中,这一组数据从来没有被真正使用过。他们知道这一组数据会导致矛盾,根本无法使用。于是他们放弃这三个数据,改用传统的方法来计算三个近点探测器的理论测量值。然后将理论值代替实际测量值,与远点的测量值进行比较,得到中微子振荡和相应的振荡数值。
传统的方法是通过反应堆的核反应过程,计算出反电子中微子的产率。然后再与实际测量值进行比较,得出中微子消失的结论。这也就是于泽源文章中含糊其辞地说的:利用反应堆、基线等信息,通过近点数据预测无振荡假设下远点应观察数据。
这种方法是求绝对值的方法,它的问题在于反应堆中的核反应过程极为复杂,中微子产率难以严格计算。正是由于这个原因,大亚湾中微子实验才采用相对测量的方法,通过用远近点两组探测器的探测数据,来研究中微子振荡。如果大亚湾实验组放弃近点位置的探测数据,改用原来传统的拟合方法估计近点探测数据,大亚湾实验还有什么意义呢?
关于到底是否存太阳中微子失踪的问题,至今实际上仍是有争议的。国内学者叶子飘,戴长江和丁林凯曾发表文章指出,太阳中微子失踪之谜实际上不是一个问题,原因是我们对太阳内部的核反应的某些细节不是完全了解。比如,对硼同位素7电子俘获产生锂原子核和反电子中微子的过程,以及硼同位素8的衰变过程,只要稍增加反应几率,就可以解释太阳中微子问题,不需要中微子振荡假设。
太阳内部的核反应过程只产生反电子中微子,不产生反缪中微子和发陶中微子。2001年,加拿大的SNO探测器用1000吨重水,每天能捕获10个中微子。由于重水能与缪中微子和陶中微子作用,SNO探测器捕获的中微子总数增加,与太阳模型一致,就被认为找到失踪的中微子,太阳中微子失踪问题被认为得到解决。
然而实际情况是,SNO探测器不能区分电子中微子,缪中微子和陶中微子。因此也存在这样的可能性,即重水与反电子中微子的相互作用变大,SNO实验探测到的仍然只是反电子中微子。除非实验能够真正没有理论依赖地测到反缪中微子和反陶中微子,而且三者的总和等于太阳发出的反电子中微子。


  • 中微子地球
  • 人气楷模
    13
该楼层疑似违规已被系统折叠 隐藏此楼查看此楼


登录百度账号

扫二维码下载贴吧客户端

下载贴吧APP
看高清直播、视频!
  • 贴吧页面意见反馈
  • 违规贴吧举报反馈通道
  • 贴吧违规信息处理公示
  • 7回复贴,共1页
<<返回中微子地球...吧
分享到:
©2025 Baidu贴吧协议|隐私政策|吧主制度|意见反馈|网络谣言警示