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每日十问:什么是幽灵粒子?它的作用是什么?

 timtxu 2020-09-14

幽灵粒子,是指中微子。中微子很神秘,一个小小的粒子,居然能穿过地球。从太阳出发的中微子,只要8分钟就可以到达地球。1000亿个中微子与地球相遇,几乎全部都能顺利地穿越地球,再次进入茫茫的宇宙之中,只有1个中微子可能与地球上的原子发生作用。

捕捉中微子的工作,比设想的要困难得多。中微子是中性粒子,不带电,不参与电磁作用,不惹是生非;它的运动速度很快,接近光速,穿透力强,来无踪去无影。从假设存在中微子,直到捕捉到手,共用了25年的时间。首先是中国科学家王淦昌写论文,提出了《探测中微子的建议》,设想了一个探测方法。这是1942年,王淦昌很年轻,风华正茂。他的建议,为一位美国科学家接受。通过实验证实了丢失的能量的确是被中微子带走了。经过漫长的搜寻过程,1956年,美国科学家柯文和莱因斯宣布,他们捉到了中微子。他们做了一个很大的探测器,埋在一个核反应堆的地下,埋得很深,经过相当长的时间,测到了从核反应堆中放出来的中微子束。十几年以后,人们才捕捉到从宇宙空间射来的中微子,科学家做了一个直径6米的大桶,埋在一个很深的金矿中,构成一架“中微子望远镜”,也捕捉到了中微子。神秘的中微子终于露面了,然而,科学家仍然没有完全看清它的真面目,留下了一些新的难以破解的谜。

再一个重大问题是:中微子的质量问题。质量,静止质量是粒子的重要性质,确定其它各种粒子的质量,没有什么困难,顺顺当当地解决了,唯有中微子的质量怎么也定不下来。在科学界,有种种不同认识,还有种种相互矛盾的观测记录。中微子,仍然保留着神秘的色彩。有人说,中微子的质量是零,因为没有质量,中微子才能在真空中以光速运动。这是根据美籍华裔科学家杨振宁和李政道的理论进行分析,得出来的结论。

当然,也有怀疑的人,说这个问题要通过实际观测来确定。在前苏联和美国都有科学家在进行脚踏实地的测定,同时宣布说,已经测到了中微子的质量,并把数据列举了出来,好像已经找到可靠的证据。过了几年,由别人来重复他们的实验,数据又变了,好像应该是零。实测结果并不确定,依然定不下来。1987年,天文学家观测到空间有一颗超新星爆炸,爆炸以后必然会抛出大量中微子,总有一部分中微子从宇宙空间闯到地球上来,科学家们纷纷启动仪器进行观测。观测结果千差万别,有的说中微子是有质量;有的说质量非常小,几乎没有;有的则明确地说,质量为零。

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