中微子是怎麼發現的?

阿拉伯駿馬

在19世紀末,20世紀初核物理是科研中的處女地,十分誘人,許多科學家為之著迷,有哈恩、有費米、有斯特拉斯曼、海森堡、泡利、居里夫人等。

如果你把大拇指豎起來,每一秒鐘,就有700億中微子從你的拇指中穿過。一顆中微子在太陽內核產生後,只要2秒就可以離開太陽表面,然後以近光速的速度飛行八分鐘後到達地球。它們毫無阻礙地穿過整個地球只需要0.02秒

科學家在研究阿爾法、貝塔、伽馬衰變過程中,測量出的阿爾法衰變和伽馬衰變時能譜是不連續的,這也符合當初的認識——在量子世界中,發生能級躍遷釋放能量,能量是一份一份發出,一份一份被吸收的,既然是一份一份的,那麼不同的粒子能量就是不同的,並且之間應該是固定的能量差值,每堆粒子都有固定的能量,能譜當然不可能是平滑的。

但是在研究貝塔衰變時,測量出的能譜竟然是連續的,平滑的,這違背了能量一份一份的吸收的原理,顯然是不符合能級躍遷,按份發射能量的規律,這時科學家就在猜測,是不是在貝塔衰變時還有一種粒子放出了,由於這種粒子“偷走”了部分能量,使得能譜變得連續了。

如果是普通人提出這種猜想肯定是不受重視的,甚至被認為是瘋子,但是提出這種猜想的是當時的大物理學家——奧地利物理學家泡利(就是那個泡利不相容原理的提出者),泡利給這種粒子去了一個名字就叫中微子。

上圖為測量出中微子震盪的神岡探測器,獲得樂2015年諾貝爾物理學獎

中微子提出很早,知道1956年,人類第一次通過弱相互作用探測到了中微子。


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