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揭开中微子神秘面纱的 理论物理学家 邢志忠 中微子从宇宙大爆炸开始就 量分布疑难，泡利做了一个铤而走 子改称为 “中微子”。基于泡利的 充斥于整个物质世界，但是直到 险的假设： 衰变的末态粒子中可 假设以及当时刚刚发展起来的原子 b 20 世纪30 年代人类才意识到它的 能包含一个无法直接被探测的电中 核理论与量子场论，天才的费米于 存在。经过多年的理论和实验研究， 性、自旋为二分之一的微小粒子， 1933 年年底建立了描述 衰变的 b 科学家们终于逐步揭开了中微子的 它随同电子出现并带走了一部分能 有效理论。这是费米对理论物理学 神秘面纱，尽管依然无法完全看清 量和动量。泡利将这个假想的新粒 最杰出的贡献，因为它引领了全世 它的真面目。在这一考验灵感和耐 子称作 “中子”，但他那时却不敢 界科学家对原子核衰变的研究并最 心的求是之旅中，有一些理论物理 正式发表这个大胆的猜想。直到著 终导致了标准弱相互作用理论的建 学家的名字注定成为中微子科学史 名的索尔维会议于1933 年10 月在 立。但是当年 《自然》杂志的编辑 的丰碑。正是由于他们基于实验事 布鲁塞尔召开之际，泡利才有足够 毫不客气地拒绝了费米关于 衰变 b 实的天才思辨，才使得我们了解了 的勇气向与会的那个时代最顶尖的 的论文，认为它不过是一些远离物 中微子的基本性质及其与物质的相 物理学家们通报了他的解决 衰变 理现实的猜想。于是费米只好将他 b 互作用。本文将简要介绍几位理论 实验能动量不守恒之谜的方案。 的思想先发表在意大利一家极不起 先行者在中微子物理学发展过程中 恩里科 费米• 眼的 《研究》杂志，次年又在德国 所做出的举足轻重的贡献。 的 《物理学杂志》上发表了一篇更 沃尔夫冈 泡利• 为翔实的理论文章。 埃托雷 马约拉纳• 也参加了1933 年的索尔维会 议的意大利理论物理学家恩里科• 费米当即接受了泡利的 “中子”假 说。不过，为了和真正的中子 （即 众所周知，中微子的概念最 质量与质子相当并和质子一道组成 1937 年，费米的学生埃托雷• 早是由奥地利理论物理学家沃尔夫 原子核的电中性粒子，1932 年被 马约拉纳指出：中微子很可能不同 冈•泡利于 1930 年底提出的。为 英国物理学家詹姆士•查德威克发 于其他带电荷的、自旋等于二分之 了解释当时 衰变实验中的电子能 现）相区别，费米把泡利的假想粒 一的基本粒子 （即通常所谓的狄拉 b •16 • 现代物理知识 克粒子），其反粒子也许就是它本 微子”振荡的概念，类似于中性K 本理论家和庞蒂科夫的姓氏英文字 身。人们把反粒子等于自身的中微 介子及其反粒子之间的相互转化。 头。正是由于三种中微子具有极其 子叫做 “马约拉纳中微子”，它与 由于正反中微子之间相互振荡的振 微小、互不相同的静止质量，而且 “狄拉克中微子”最大的区别在于 幅受到螺旋度改变的强烈压低，实 它们之间存在味混合，才会发生中 它会导致