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  太阳中微子失踪案           
太阳中微子失踪案
作者:佚名 文章来源:不详 更新时间:2007-4-11 0:11:28

太阳中微子失踪案


这是30多年来(1968年至今)一直找不到答案的老问题,加上从1993年及1995年开始运行的水切连科夫探测器和镓探测器,长期对太阳中微子的测量证明,太阳中微子到达地球后确实有很大一部分失踪了。后来科学家又发现,就在大气圈上空产生的中微子,在运行过程中同样有很大一部分失踪了。如同幼儿园的阿姨找不到自己看管的孩子一样,科学家能不焦急吗?总得给一个说法,这就是大多数科学家都同意的“味震荡”假说。它是说,中微子有少许静质量,且质量本征态与弱作用本征态不简并,不同味道的中微子在运行中就允许发生“味震荡”,即电子型中微子在运行过程中变成了难以探测的其他“味道”的中微子,为了证明这一假说的可靠性,科学家又把测量的对象对准了人工源(反应堆)中微子,虽然各有说词,但问题的严重性也终于浮出了水面——“震荡假说”如果成立,就会同时存在5个佐证:

(1)找到可重复检测的双β衰变的观察依据;(2)中微子震荡的运行距离(l)具有线性数学结构;(3)高能端的观察事例数大于低能端;(4)可测量的μ中微子数量与太阳运动方向相统一;(5)不出现中微子质量平方值为负的事例。然而事实恰好相反,由铃木厚人领导的“卡姆兰德”实验组提供了(2)、(3)二项相反的测量依据,其它实验提供了(4)、(5)二项相反的依据,第(1)项还没有找到。这就是目前的进展状况。简单的中微子失踪案向现有的科学理论提出了严重的挑战。

提示(太阳的能源问题一直是困扰物理学家和天文学家的一个课题,后来英国著名的天文物理学家爱丁顿提出太阳里面的能量是来自核聚变。如果太阳的核心真的在进行着大规模的热核反应,那就理应产生大量的中微子。

为了证明太阳模型的正确性,科学家们设计了仪器去测量太阳中微子的实际数目。“捕捉”中微子难乎其难,为此科学家巧设“陷讲”。

设在美国南达科达州的“陷讲”,由化学家戴维斯主持,他们在地下深达1.5千米的金矿里,安装了一个大罐子,里面装有38万公升的四氯乙烯溶液,用它来俘获中微子。1968年,奇迹出现了,中微子探测器给出了信息。实测结果表明,实际的太阳中微子数目远远小于理论值,只有理论预言的1/3。大量的太阳中微子失踪了!这样太阳中微子之谜变成太阳中微子短缺之谜。

那么到底是谁错了?天文学家错了?太阳能量不是来自核聚变?还是物理学家关于中微子的理论错了?

后来物理学家改进了中微子的测量方法,日本科学家小柴昌俊就是其中之一。

当中微子进入装有重水的容器后,碰到重水的原子核后会被弹开;然后碰到另一个重水的原子核后会与之发生反应,变成氚的原子核,同时释放出一些v射线。通过测量v射线的数量,科学家就可知道有多少中微子存在。小柴昌俊还利用位于日本神冈町地下的中微子探测装置探测到的一次遥远超新星爆发过程中释放出的中微子。

目前科学家一致认为太阳活动的理论模型并没有错误,太阳里能量的确是来自核聚变;而关于中微子的理论则需要修正:中微子是一种不带电的、但是有质量的(虽然质量极小)、穿透力极强的基本粒子。研究人员将新的数据与以往研究成果相结合,发现太阳释放出的电子中微子在旅途中有一部分转变成了其它类型的中微子,而我们目前的测量手段只能测电子中微子,这样就很好的解释了太阳中微子短缺之谜。) ......

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