中微子之谜

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一、中微子
中微子,又称微中子,是当今物理学标准模型中的一类基本粒子。
按照这个标准模型解释:中微子不带电,自旋为1/2,参与弱相互作用,质量几乎为0(一说静止质量为0),以接近光速的速度运动,可自由地穿过人身或地球。
中微子有三种:电子中微子、μ中微子和τ中微子,分别对应三种带电轻子(电子、μ子和τ子)。
二、中微子的缘起
上个世纪(二十世纪)初,物理学界在对物质放射性进行研究时,发现β衰变中电子只带走了部分能量,有部分能量失踪了,于是研究者陷入了“β衰变中能量守恒失效”的迷茫之中。
为了解释β衰变中能量失踪之谜,1930年,奥地利物理学家泡利提出了一个假说,认为在β衰变过程中,除了电子之外,同时还有一种静止质量为零、电中性、与光子有所不同的新粒子被放射出去,带走了另一部分能量,因此出现了能量亏损。1931年春,国际核物理会议在罗马召开,与会者有海森堡、泡利、居里夫人等著名学界知名人士,泡利在会上提出了这一理论。当时泡利将这种粒子命名为“中子”,泡利预言衰变中将能量窃走的“小偷”就是这种粒子。1932年真正的中子被发现后,意大利物理学家费米将泡利提出的“中子”更名为“中微子”。
——泡利、费米
三、神秘的中微子
中微子概念提出之后,人们称之为是一种神秘的基本粒子,它不带电,质量极小,几乎不与其他物质发生作用,在自然界广泛存在,它能自由地穿过人体、墙壁、山脉乃至整个行星,并且非常难以捕捉和探测,因而被称为宇宙中的“隐身人”。
按照理论,太阳体内有弱相互作用参与的核反应每秒会产生10的38次方个中微子,畅通无阻的从太阳流向太空。据此推算,每秒钟会有1000万亿个来自太阳的中微子穿过每个人的身体。数量如此之巨,但难以感知、探寻,形成了著名的“中微子失踪之谜”事件。
2011年曾经报导“科学家发现中微子运动速度超越光速”,一时引起学界震动。后来,发现是由实验失误所致。
四、中微子本质探秘
当年为了圆说“β衰变中能量失恒”现象,物理学界提出了中微子这个概念,而中微子提出之后又带来了许多难以自圆其说的问题。
——本文对于“β衰变中能量失恒”现象及中微子新的论述:
中微子数量极其巨大,为何如此难以寻找?因为它并不存在!
那么为什么会出现“β衰变中能量失恒”现象?因为在研究“β衰变”过程中,人们忽略了空间量子的作用。
——β衰变