中微子概念的提出

1930年，奧地利物理學(xué)家沃爾夫?qū)づ堇╓olfgang  Pauli）提出β衰變的假說，指出衰變過程中會(huì)釋放出一種可以帶走能量的微小中性粒子。1933年，意大利物理學(xué)家恩利克·費(fèi)米（Enrico Fermi）提出β衰變理論，首次將這種中性粒子命名為“中微子（Neutrino）”。

中微子的發(fā)現(xiàn)

1956年7月20日，美國(guó)的弗萊德里克·萊因斯（Frederich Reines）和克萊德·柯恩（Clyde Cowan）等人利用核燃料裂變中的β衰變成功地捕抓到電子中微子，首次實(shí)現(xiàn)中微子的實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)，萊因斯因此獲得1995年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)（當(dāng)時(shí)柯恩已故去）。

1962年，美國(guó)物理學(xué)家利昂·萊德曼（Leon  Lederman）、梅爾文·施瓦茨（Melvin Schwartz）、杰克·斯坦伯格（Jack Steinberger）因發(fā)現(xiàn)第二種μ中微子獲得1988年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1989年，歐洲核子研究中心（CERN）通過Z0衰變截面的測(cè)量，證明只存在μ中微子，電子中微子和τ中微子這3種中微子。最后一種中微子——τ中微子直到2001年才被美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的DONUT實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。

中微子振蕩，解開中微子“失蹤”之謎

美國(guó)物理學(xué)家雷蒙德·戴維斯（Raymond Davis）于1968年主導(dǎo)的探測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)“太陽(yáng)中微子失蹤”事件，且在1987年大麥哲倫星云的超新星1987A大爆發(fā)中，由日本物理學(xué)家小柴昌?。∕asatoshi Koshiba）于1982年主導(dǎo)的探測(cè)器幾乎同時(shí)觀測(cè)到超新星中微子，為此兩人獲得2002年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

2001年，加拿大物理學(xué)家阿瑟·麥克唐納（Arthur McDonald）利用重水探測(cè)器發(fā)現(xiàn)了中微子振蕩的證據(jù)。2008年，日本物理學(xué)家梶田隆章（Kajita Takaaki）用超級(jí)神岡探測(cè)器驗(yàn)證了大氣中微子也會(huì)發(fā)生振蕩現(xiàn)象。他們找到了“失蹤”的中微子，發(fā)現(xiàn)了它們“變臉”的秘密，并以此證實(shí)中微子有質(zhì)量，為中微子理論模型的研究奠定了基礎(chǔ)，兩人因此獲得2015年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

中國(guó)科學(xué)家的貢獻(xiàn)

中國(guó)科學(xué)家在中微子振蕩研究領(lǐng)域也取得了國(guó)際矚目的成績(jī)。2012年，大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一種新的中微子振蕩，并測(cè)量到其振蕩概率為9.2%。王貽芳領(lǐng)導(dǎo)的大亞灣反應(yīng)堆中微子國(guó)際實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)獲得“基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎(jiǎng)”，這也是中國(guó)科學(xué)家首次獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)。該成果入選美國(guó)《科學(xué)》雜志公布的2012年度十大科學(xué)突破。

當(dāng)前，中微子研究已是基本粒子物理學(xué)、天體物理學(xué)和宇宙學(xué)最前沿的熱點(diǎn)。在未來，中微子性質(zhì)（質(zhì)量、振蕩參數(shù)和磁矩測(cè)量及結(jié)構(gòu)分析等）的研究將會(huì)產(chǎn)生重大的結(jié)果，這些結(jié)果在通訊、能源、天文觀測(cè)和地質(zhì)測(cè)量等領(lǐng)域?qū)?huì)產(chǎn)生非常重要的影響。

中微子的發(fā)現(xiàn)，若干年后，或許和牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力、法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)、普朗克發(fā)現(xiàn)能量子一樣，將改變世界，未來可期……

科學(xué)小講堂

中微子（Neutrino）：也叫微中子，是輕子的一種，是組成自然界的最基本的粒子之一，常用符號(hào)ν表示，是一種不帶電、質(zhì)量極其微小的基本粒子。

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