微小的电中性粒子的奇妙

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物理学家费米首先提出了neutrino（中微子）这一术语，其字面含义是细小的电中性粒子物理学家费米首先提出了neutrino（中微子）这一术语，其字面含义是细小的电中性粒子

新浪科技讯 1月15日音讯，据国外媒体报道，每一天的每一秒，你都会遭到来自世界深处的数万亿个亚原子粒子的进犯。它们以世界飓风之势穿过你的身体，炮击速度近乎光速。它们来自整个天空，垂手可得地穿过地球大气层，并且不管白天或黑夜，无时无刻。

然而，咱们对这一切毫无发觉，似乎也毫发无伤。终究发生了什么？

细小的电中性粒子

这些细小的粒子被称为中微子（neutrino）。1934年，杰出的美籍意大利裔物理学家恩里科费米（Enrico Fermi）提出了这一术语。在意大利语中，neutrino的字面含义是细小的电中性粒子。中微子概念的提出，其实是物理学家用来解释一个独特核反响的尝试。

有些元素有时会有些不稳定，如果它们长时刻单独存在，就会土崩瓦解，转变为别的元素，确切地说，是元素周期表上比之略轻的元素。此外，转变进程中会发生一个电子。在20世纪20年代，物理学家经过对这些衰变进程的细致调查和分析后发现，存在一些细小的能量不守恒现象。换句话说，该进程开始时的能量要比最终呈现的能量略大一些。这在数学上说不通，太奇怪了！

所以，少数物理学家假设了一种全新粒子的存在。这些粒子携带着缺失的能量，它们很细小，很轻，并且没有电荷。它们能够悄无声息地躲过探测器的观测。

证明中微子的存在花费了数十年时刻，足见这些细小粒子的奥秘。1956年，中微子被归入了一类已知并成果丈量和确认的粒子，事情又变得愈加奇妙了。

最合适的味

这个难题是随着子（渺子，muon）的发现而呈现的。风趣的是，子也是在中微子概念提出的时候（20世纪30年代）被发现的。子的性质几乎就和电子相同，具有同样的电荷和自旋。它的特别之处在于，它的质量大约是电子的200倍，因而能够幻想成一个加重版的电子。

子会参与特定类型的反响，但一般不会持续好久。由于块头较大，因而子十分不稳定，会敏捷（1到2微秒）衰变成更小的粒子。物理学家现已对这一进程了解许多，但这和中微子的故事有什么关系呢？

物理学家注意到，标明中微子存在的衰变反响总是会发生一个电子，而不是一个子。在其他反响中，子会呈现，而不是电子。为了解释这些发现，物理学家估测某些中微子（不是其他类型的中微子）总是在一些衰变反响中和电子成对呈现，而子有必要与某种尚未发现的中微子成对呈现。毕竟，对电子友爱的中微子无法解释子事情的调查成果。

搜索作业继续进行，直到现在。到了1962年，物理学家总算确定了第二种中微子。最初它被称为中介子（neutretto），但物理学家最终仍是选择了愈加理性的叫法中微子（muon-neutrino），由于它在反响中总是与子成对呈现。

子的呈现

好了，现已证明有两种中微子存在，大自然是否还有更多的惊喜呢？1975年，斯坦福线性加速器中心（2008年更名为SLAC国家加速器试验室）的研讨人员对海量的数据进行了筛选，提醒了一种质量比电子和子更大的基本粒子的存在：子（tauon）。这种粒子的质量是电子的3500倍，是个相当可观的粒子！

所以问题来了：对于这3种粒子，电子、子和子，在电中微子和中微子之外，是否还存在与子对应的中微子？或许存在，也或许不存在。或许只存在两种中微子，也或许有4种中微子。或许甚至有17种大自然从来不会彻底符合咱们的期望，所以没有理由现在就下定论。

几十年来，物理学家一直在用很多试验和观测成果来说服自己：第3种中微子应当存在。可是，直到挨近千禧年时，一项在费米试验室进行的专门试验才最终取得了成功。2000年7月，DONUT（英语Direct Observation of the NU Tau的缩写，）试验协作项目宣告了中微子的发现。

追逐鬼魂

那么，为什么咱们如此关怀中微子？从第二次世界大战到现在，咱们现已追逐它们超越70年？为什么一代代科学家对这些细小的电中性粒子如此着迷？

原因在于，中微子不断超出咱们的预期。很长一段时刻里，咱们甚至不确定它们是否存在；很长一段时刻里，咱们曾确信它们彻底没有质量，直到试验成果通知咱们，这些细小的粒子有必要具有质量。它们的质量终究是多少，仍然是物理学家在探究的问题。并且，中微子有一种十分恼人的习气在传达进程中会发生味（flavour）的振动，但在发生和被探测时具有明确的味。在粒子物理学中，味是基本粒子的一种量子数。

物理学家还估测或许存在别的一种不会拜见任何惯例相互作用，但能够经过中微子振动发生的中微子，即慵懒中微子。物理学家正在努力寻觅这种奥秘粒子的踪迹。一些最新研讨和试验的异常数据标明，包括慵懒中微子在内的新型中微子仍有或许存在。

能够说，中微子不断应战着咱们所知的物理学。不管是过去仍是将来，它们都将是物理学家最希望解决的应战之一。

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