Question

中微子是什么？

Answer 1

中微子又译作微中子，是轻子的一种，是组成自然界的最基本的 粒子之一，常用符号ν表示。中微子不带电，自旋为1/2，质量非常轻（有的小于电子的百万分之一），以接近光速运动。 中微子个头小，不带电，可自由穿过地球，与其他物质的相互作用十分微弱，号称宇宙间的“隐身人”。科学界从预言它的存在到发现它，用了20多年的时间。 2013年11月23日，科学家首次捕捉高能中微子，被称为宇宙"隐身人"。他们利用埋在南极冰下的粒子探测器，首次捕捉到源自太阳系外的高能中微子。

中微子的发现来自19世纪末20世纪初对 放射性的研究。研究者发现，在量子世界中，能量的吸收和发射是不连续的。不仅原子的光谱是不连续的，而且原子核中放出的阿尔法射线和伽马射线也是不连续的。这是由于原子核在不同能级间跃迁时释放的，是符合量子世界的规律的。奇怪的是，物质在β衰变过程中释放出的由电子组成的β射线的 能谱却是连续的，而且电子只带走了总能量的一部分，还有一部分能量失踪了。物理学上著名的哥本哈根学派领袖尼尔斯·玻尔据此认为，β衰变过程中能量守恒定律失效。

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放射出去，带走了另一部分能量，因此出现了能量亏损。这种粒子与物质的相互作用极弱，以至仪器很难探测得到。未知粒子、电子和 反冲核的能量总和是一个确定值，能量守恒仍然成立，只是这种未知粒子与电子之间 能量分配比例可以变化而已。

1931年春，国际核物理会议在罗马召开，与会者中有海森堡、泡利、 居里夫人等，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”，最初他以为这种粒子原来就存在于 原子核中，1931年，泡利在美国物理学会的一场讨论会中提出，这种粒子不是原来就存在于原子核中，而是衰变产生的。泡利预言的这个窃走能量的“小偷”就是中微子。1932年真正的中子被发现后，意大利物理学家费米将泡利的“中子”正名为“中微子”。