中微子之謎——7月20日科學史上的今天

2018-07-20作者:科學π工作室, 編著編輯:書問閱讀



中微子,宇宙中的“獨行隱身者”,個頭小,不帶電,幾乎不與任何東西發生作用。雖然它遍及宇宙各個角落,但極強的穿透力讓人們很難找到合適的探測器對中微子進行捕捉和研究。


1930年,奧地利物理學家泡利提出β衰變的過程釋放出可以帶走能量的一種非常小的中性粒子的預言。意大利物理學家費米接受泡利的觀點,把這種中性粒子命名為“中微子”。


1956年7月20日,美國的弗萊德里克·萊茵斯和克萊德·柯萬等人利用核燃料裂變中的β衰變成功地捕捉到中微子,首次實現中微子的實驗室觀測。萊茵斯因此和發現另一種中微子的珀爾共同獲得1995年諾貝爾物理學獎。


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美國的萊德曼、舒瓦茨、斯坦伯格因1962年發現第二種μ中微子獲得1988年諾貝爾物理學獎。美國的戴維斯于1968年主導的探測裝置發現“太陽中微子失蹤”事件,并且在1987年大麥哲倫星云的超新星1987A大爆發中與由日本的小柴昌俊1982年主導的探測器幾乎同時觀測到超新星中微子,為此兩人獲得2002年諾貝爾物理學獎。


1989年,歐洲核子研究中心(CERN)發現且證明只存在μ中微子、電子中微子和τ中微子這三種中微子。2001年,加拿大薩德里伯中微子天文臺發現太陽的三種中微子在到達地球的途中不斷相互轉換,由此揭開太陽中微子丟失之謎。


由飛行過程中三種中微子不斷相互轉化引起的“中微子震蕩”現象不僅暴露出中微子的質量,并且與暗物質聯系起來。不少國家建造大型探測裝置,掀起“中微子震蕩”研究熱潮。比較著名的有位于地下1000米礦坑的日本東京大學超級神崗中微子探測裝置和美國建在南極冰層1.6千米之下的“冰立方天文臺”。



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作者科學π工作室 編著
出版清華大學出版社
定價99元
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