太陽耀斑影響地球同位素衰變 或是未知粒子作怪

2010/9/1   (7301)   原稿來源: http://big5.ce.cn/gate/big5/sc

在太陽耀斑和地球同位素衰變之間存在一種非同尋常的聯繫。影響衰變週期的物質可能是中微子，也可能是一種迄今未知的神秘粒子。如果這種明顯的關係被進一步證實，將找到一種方法提前預測太陽耀斑爆發，有助於減少對衛星和電網造成的損害，並可能挽救在太空漫步的宇航員的生命。

在全世界的學校裏，都告知學生放射性元素的衰變週期是恒定不變的。這一理念在很多領域得到應用，如人類學家使用碳14來推斷古文物年代，醫生則用其來為癌症病人確定放射劑量等。

同位素的整體衰變率是穩定的，但單個原子的衰變是一種隨機方式，不可預測，因此要用一種蓋革計數器產生衰變隨機數。普渡大學物理教授伊弗雷姆·菲施巴赫測量了硅32和鐳226原子核衰變的隨機數，發現與此前公佈的特定同位素的隨機數並不一致。這和放射性元素的衰變率是一個常數的假設相悖。

研究人員在美國長島的布魯克海文國家實驗室和德國聯邦物理技術學院檢驗了收集的數據，證明硅32和鐳226的長期衰變率觀察值存在季節性變化，冬天要比夏天稍微快一些。

而普渡大學原子核工程師傑瑞·詹金斯同樣也進行了類似的實驗。2006年12月3日，太陽耀斑向地球噴出了一束粒子，他在此期間測量了錳54的衰變率，發現在太陽耀斑爆發前的一天半左右，錳54的衰變率就在輕微下降。

詹金斯說，衰變率偏差發生在印第安納州的中夜，這意味著太陽產生的某種物質穿越了地球，被探測器測知。這種物質可能是太陽中微子，它幾乎沒有重量，能以接近光速穿越物質世界，包括人體、岩石、海洋或植物，而不與任何東西發生反應。

而且研究發現，衰變率的上下浮動好像和地球的橢圓軌道同步，隨著地球運行到近日點（這裡會接收到更多的中微子）和遠日點而變化。根據布魯克海文實驗室的衰變數據，衰變的變化週期為33天。大部分太陽觀察站顯示的太陽表面旋轉週期為28天，而太陽的核心是原子核反應產生中微子的地方，其轉速會比表面要慢。

斯坦福大學應用物理名譽教授、太陽內部活動專家彼得·斯德洛克說，太陽向地球發射中微子的密集程度，會隨太陽自轉而變化，這就像警車上面的旋轉燈。如果改變衰變率的不是中微子，就肯定是太陽發射的某種未知粒子造成的。

詹金斯說，是某種不與任何東西反應的物質改變了不可能發生變化的事物。但基於怎樣的相互作用而改變了衰變率還是個謎。