反應堆中微子實驗裝置正式退役

㈠ 中微子的中微子天文學

中微子天文學天體物理學的一個分支﹐主要研究恆星上可能發生的中微子過程以及這些過程對恆星的結構和演化的作用。中微子是一種不帶電﹑靜止質量極小的基本粒子。早在研究原子核的β衰變時就從理論上預見到中微子的存在﹐但直到1956年才在實驗中觀察到。中微子和一般物質的相互作用非常微弱﹐除某些特殊情況外，在恆星內部產生的中微子能夠不受阻礙地跑出恆星表面﹐因此﹐對恆星發射的中微子進行探測﹐可以獲得有關恆星內部的信息。
太陽中微子實驗
太陽每秒放出的總輻射能為 3.86×10爾格。其中絕大部分的能量由質子－質子反應產生﹐很小一部分由碳氮循環產生。這些反應中有許多分支反應過程是產生中微子的﹐中微子在地球表面處的通量是很大的。中微子具有很大的穿透本領﹐一般很難測量。美國布魯克黑文實驗室的戴維斯等人在深礦井中進行了太陽中微子的實驗。實驗中用大體積的四氯化二碳作靶﹐利用Cl俘獲中微子的反應﹕+Cl→e +Ar﹐來探測太陽中微子。從1955年以來﹐他們所得的結果是﹕
產生過程
在恆星演化的早期和中期﹐中微子的作用很小。到恆星演化的晚期﹐中微子的作用就變得重要了。這時﹐產生中微子的過程主要有以下幾種：
第一種是尤卡過程。其反應為：
(Z﹐A )→(Z +1﹐A )+e +﹐
e +(Z +1﹐A )→(Z﹐A )+。
尤卡過程的總效果﹐是將電子的動能不斷地轉化為中微子對而放出。式中Z 為原子序數(質子數)﹐A 為質量數(核子數)﹐e 為電子﹐為電子中微子﹐為反電子中微子。
第二種是中微子軔致輻射。隆捷科沃於1959年首先進行研究。電子與原子核(Z﹐A )碰撞﹐可以發射中微子對﹐其反應為：
e +(Z +1﹐A )→e +(Z﹐A )++。
第三種是光生中微子過程。丘宏義和斯塔貝爾曾在1961年首先進行研究。γ光子與電子碰撞﹐可以發射中微子對﹐其反應為：
γ+e →e ++。
第四種是電子對湮沒中微子過程。丘宏義和莫里森於1960年首先進行研究。正﹑負電子對湮沒為中微子對﹐其反應為：
e +e →+。
式中e 為正電子。
第五種是等離子體激元衰變中微子過程。J.B.亞當斯等人於1963年進行研究。等離子體激元可以按如下的反應衰變為中微子對：
→+。
第二﹑三﹑四﹑五種過程是根據1958年范曼和格爾曼提出的普適弱相互作用導出的。弱電統一理論提出後﹐又出現了許多新的中微子過程﹐例如上述第三﹑四﹑五種過程右方的+都可推廣為+﹐+等。
作用
在恆星演化的晚期﹐中微子的作用有﹕發射中微子﹐帶走了大量的能量﹐加快了恆星演化的進程和縮短了恆星演化的時標﹔對超新星爆發和中子星形成可能起關鍵作用。例如﹐有一種看法認為﹕在一個高度演化的恆星內部﹐通過逐級熱核反應﹐一直進行到合成鐵。進一步的引力坍縮，將使恆星核心部分產生強烈的中子化﹐而放射出大量中微子。由於中性流弱作用的相乾性﹐鐵原子核對中微子有較大的散射截面。因此﹐強大的中微子束會對富含鐵原子核的外殼產生足夠大的壓力﹐將外殼吹散而形成猛烈的超新星爆發。被吹散的外殼形成星雲狀的超新星遺跡﹐中子化的核心留下來形成中子星。
恆星離我們十分遙遠﹐以目前的探測技術還無法接收到它們發射的中微子流。只在超新星爆發使中微子發射劇增時﹐才有可能探測到。除了恆星以外﹐在類星體﹑激擾星系以及宇宙學研究對象中﹐也存在許多有關中微子過程的問題。
中微子實驗
中微子是當前粒子物理、天體物理、宇宙學、地球物理的交叉前沿學科，本身性質也有大量謎團尚未解開。在這一領域，大部分成績均為日本和美國取得。1942年，中國科學家王淦昌提出利用軌道電子俘獲檢測中微子的可行方案，美國人艾倫成功地用這種方法證明了中微子的存在。80年代，中國原子能科學研究院進行了中微子靜止質量的測量，證明電子反中微子的靜止質量在30電子伏特以下。
中微子振盪研究的下一步發展，首先必須利用核反應堆精確測量中微子混合角theta13。位於中國深圳的大亞灣核電站具有得天獨厚的地理條件，是世界上進行這一測量的最佳地點。由中國科學院高能物理研究所領導的大亞灣反應堆中微子實驗於2006年正式啟動，聯合了國內十多家研究所和大學，美國十多家國家實驗室和大學，以及中國香港、中國台灣、俄羅斯、捷克的研究機構。實驗總投資約3億元人民幣，2011年建成。它的建成運行將使中國在中微子研究中占據重要的國際地位。
中微子具有質量，這是很早就提出過的物理概念。但是人類對於中微子的性質的研究還是非常有限的。我們至今不是非常確定地知道：幾種中微子是同一種實物粒子的不同表現，還是不同性質的幾種物質粒子，或者是同一種粒子組成的差別相當微小的具有不同質量的粒子。隨著人類認識的深化，科學技術的發展，中微子之謎終究是會被攻破的。
此次研究的中微子束源自位於日內瓦的歐洲核子研究中心，接收方則是義大利羅馬附近的義大利國立核物理研究所。粒子束的發射方和接收方之間有著730公里的距離，研究者讓粒子束以近光速運行，並通過其最後運行的時間和距離來判斷中微子的速度。中微子束在兩地之間的地下管道中穿梭。
但物理學家們認為，一旦這些粒子確實被證實跑過了光速，將徹底改變人類對整個宇宙存在的看法，甚至改變人類存在的模式。有分析人士認為，可能宇宙中的確還存在其他未知維度，中微子抄了其他維度的「近路」，才「跑」得比光快。現在此結論還有待進一步證實。
大亞灣發現新中微子振盪
大亞灣中微子實驗國際合作組發言人、中科院高能物理研究所所長王貽芳8日在北京宣布，大亞灣中微子實驗發現了一種新的中微子振盪，並測量到其振盪幾率。該發現被認為是對物質世界基本規律的一項新的認識，對中微子物理未來發展方向起到了決定性作用，並將有助於破解宇宙中「反物質消失之謎」。
上海交通大學物理系主任、粒子物理宇宙學研究所所長季向東這樣闡釋這項研究的意義：「大亞灣實驗發現了電子中微子震盪的新模式，這種模式的發現對了解為什麼在物質遠遠多於反物質，對解釋太陽系中元素的豐度有極其重要的作用。在我們所觀察到的宇宙中，物質佔主要地位，但為什麼如此，到現在還沒有一個合理的解釋，大亞灣實驗的結果打開了一扇大門。」
另據王貽芳透露，2002年，兩名美日科學家因發現大氣中微子振盪、太陽中微子振盪獲得了當年的諾貝爾物理學獎，但第三種振盪一直未被發現。9年前，中科院高能所研究人員提出設想，利用大亞灣核反應堆群產生的大量中微子，來尋找中微子的第三種振盪。「2003年左右，國際上先後有7個國家提出了8個實驗方案，最終有3個進入建設階段，這就包括咱們的大亞灣核電站。」王貽芳稱，為搶在競爭對手之前獲得物理結果，科研人員將實驗分為兩個階段，此次結果便來自第一階段的數據。

㈡ 誰偷走了核電站的中微子大亞灣新發現：也許算錯了核反應

責任編輯：韓聲江

在大亞灣核電站附近幾百米的深山裡，潛伏著世界上最好的中微子探測器。它本是用來確認中微子的第三種變身模式的，幾年前已經完成任務。如今順手取得另一項引人矚目的成果——解釋核反應堆為何產生那麼少的中微子。

近日，大亞灣反應堆中微子實驗的論文《大亞灣反應堆中微子流強和能譜的演化》在《物理評論快報》上發表，同時配發法國科學家法羅的文章《弄清反中微子反常》。最神秘的基本粒子中微子，又引起了人們的興趣。

反應堆產生的中微子為啥不夠多？

實驗探測到的反應堆中微子數目總比理論模型預期的少，這就是近幾年物理學家困惑的「反應堆中微子反常」現象。2011年發現，計算方法與實驗結果相差了6%。

中科院高能物理所的曹俊研究員在博客中介紹說：大部分核反應堆使用鈾235、鈾238、鈈239和鈈241，中微子來自它們裂變產物的後續衰變，大約帶走5%的能量。現在主要採用的模型，是20世紀80年代實驗測得幾種裂變材料釋放的電子能譜後推出的中微子能譜。這種模型不符合實驗結果。

之前物理學家傾向於所謂「惰性中微子」假說，即中微子變化成難以探查的形式。而大亞灣實驗的新論文則給出了更簡單的解釋：我們對核燃料產生多少中微子的計算錯了。

曹俊說：「反應堆一般以恆定的功率發電。每次裂變時，這4種同位素釋放的能量都差不多，但釋放的中微子數目和能量則不一樣。因此，隨著核燃料成分的演化，反應堆釋放的中微子數目和能量分布將會發生變化。」

科學家監測了長時間周期內，大亞灣反應堆中4種同位素對能量的貢獻比例。曹俊說：「大亞灣實驗4年的運行積累了超過200萬個中微子事例。利用這些數據，可以比較不同核燃料成分時的中微子數目，從而推算各個同位素的中微子產額。實驗發現，核燃料中最主要的成分鈾235產生的中微子數目與模型預期不一致，主流模型的預期比實際觀測高了8%。而第二重要的成分鈈239則與模型預期一致。」

曹俊說：「如果中微子反常是普通中微子振盪到惰性中微子所致，那麼不同燃料成分應該具有相同比例的中微子缺失，因為中微子振盪與產生它的是鈾還是鈈無關。實驗數據看上去不符合這項假設。」據此大亞灣實驗的新結果認為，反應堆中微子反常很可能是鈾235的中微子產額計算不正確，而不是有「惰性中微子」。

中微子的質量怎麼就測不出？

雖然「反應堆中微子反常」現象似乎被破解了，但關於中微子仍有很多未解之謎。中微子是隱士，它很少跟別的粒子反應。捕獲不易，所知甚少，就連它的質量至今都還沒搞清楚。

起初很長一段時間，大家公認的基本粒子標准模型里，中微子是沒有質量的。但戴維斯檢測到太陽中微子，小柴昌俊發現超新星中微子時，都證明了中微子有質量。標准模型綻開一道裂口。

既然有質量，那麼中微子的質量到底是多少？

中微子根據與外界作用方式不同，分3種味道——電子中微子、繆子中微子和陶子中微子。而中微子的質量和味道不能同時測准。

大亞灣實驗測出了中微子的第三種振盪。

振盪的意思是中微子在奔跑時從一種味道變另一種味道，賓士變寶馬，寶馬變奧迪，奧迪變賓士。這意味著如果測「賓士」中微子的質量，能得到3種不同結果，按照概率隨機出現。

曹俊介紹，之前的中微子振盪實驗研究只能測出中微子的質量平方差，不能給出絕對質量。現有的直接測量以及宇宙學測量只能說明中微子的質量不足電子質量的百萬分之一。這些研究結果還不足以求得中微子的質量。

中微子絕對質量的測量，要通過中微子非振盪物理研究來得出結論。曹俊介紹，這種研究可以通過精確測量衰變的電子能量端點，或者測量無中微子雙衰變（假如存在這類衰變的話），或者通過宇宙學測量。這樣可以得到中微子質量的另一個關系式，結合上述已知的條件，就能解出3種中微子的質量。不過，無論哪種情況，要算出中微子的質量，都必須先知道中微子的質量順序。

但目前中微子的質量順序也還是一個謎，科學家知道中微子的3種質量狀態不同，但是卻並不知道哪個最重，哪個最輕。而我國正在建設中的江門中微子實驗裝置（JUNO）的目標就是找到中微子質量順序的更多證據，希望未來它能幫我們解開中微子質量之謎。

中微子的反粒子就是它自己？

在科學家看來，中微子跟電子是近親，只是不帶電荷，這也讓它免受宇宙間各種電荷作用的羈絆。

已知物質與反物質的區別是電荷，比如電子帶一個負電荷，其反物質帶一個正電荷，兩者相撞會湮滅並放光。中微子不帶電荷，那麼中微子可能會是其自身的反粒子嗎？如果中微子並非自己的反粒子，那麼物質與反物質的區別就不止是電荷，也許是一種未知的對稱性。

「無中微子雙β衰變」實驗或許可以照亮迷霧。該實驗的理論基礎是：兩個中子同時衰變為質子，會產生兩個電子及兩個反中微子；如果中微子是其自身反粒子，產生的這兩個反中微子就可以發生湮滅，從而只有電子從衰變中產生出來。

一些建設中的實驗將搜尋「無中微子雙β衰變」，例如加拿大SNO+實驗、義大利的CUORE實驗、美國位於廢物隔離試驗廠的EXO-200實驗、美國礦井中的MAJORANA實驗等。

暗物質候選人「惰性中微子」真存在？

在解釋「反應堆中微子反常」現象時，科學家們猜想這種現象與「惰性中微子」有關。什麼是惰性中微子？惰性中微子是否存在？

惰性中微子性情孤僻，不參加除引力之外的任何相互作用。天文學家曾經認為，宇宙中有引力效應卻看不著的暗物質，或許就是中微子。但實驗顯示，中微子質量太微不足道了，不到電子質量的百萬分之一，怕是擔綱不起暗物質的量級。而假設中的惰性中微子足夠重，是暗物質的「理想人選」。

超新星爆炸會射出大量中微子，如果惰性中微子存在，它的反作用力能夠推動超新星殘骸，而天文學家的確觀察到了超新星殘骸的加速；惰性中微子還可能衰變成X射線光子，有些天文台發現的X射線就暗示存在比電子重100倍的惰性中微子。

但現有證據還遠遠不足。為此，科學家們還要研究短距離運動的中微子。費米實驗室的科學家們將利用3種探測器搜尋惰性中微子，包括短基線中微子探測器、MicroBooNE和ICARUS。義大利也將啟動SOX實驗搜尋惰性中微子。

（原標題：誰偷走了核電站的中微子 大亞灣新發現：也許我們算錯了核反應）

文章轉載於澎湃新聞

㈢ 中微子壽命

當前對中微子磁矩的實驗靈敏度比標准模型預測高出多個數量級。 因此，下一代實驗的潛在測量將強烈要求標准模型之外的新物理學。 但是，大的中微子磁矩通常會引起對中微子質量的大的修正，並導致微調。 我們證明在中微子質量與中微子磁矩成比例的模型中。 我們重新審視，討論並提出了仍可為大中微子磁矩的潛在測量提供理論上一致解釋的機制。 我們發現只有兩種可行的機制可以僅對馬約拉納中微子實現大的過渡磁矩。

INO-ICAL探測器對大氣中微子對中微子衰減的敏感性
探索了擬議中的印度中微子觀測所（INO）處的磁化鐵量熱計（ICAL）探測器對使用大氣中微子的質量本徵態ν3的不可見衰減的敏感性。 包含地球物質效應的完整的三代分析是在一個同時具有衰減和振盪的框架中執行的。 事實證明，大氣中微子提供的寬能量范圍和基線對於限制ν3壽命是極好的。 我們發現，在500 kton-yr的暴露量下，ICAL大氣實驗可以將90％C.L下的ν3壽命限制為τ3/ m3> 1.51×10-10 s / eV。 這比MINOS的范圍要緊2個數量級。 隱形衰減對θ23和|Δm322|精度測量的影響 也被研究。

TXS 0506 + 056的多信使觀測結果顯示違反中微子洛倫茲的限制
可以使用IceCube協作從blazar TXS 0506 + 056方向觀察高能（E200TeV）中微子，以及通過MAGIC和其他實驗同時觀察到來自同一物體的增強γ射線 在中微子能量呈線性的中微子傳播中對洛倫茲違規設置嚴格的約束條件：Δv= -E / M1，其中Δv是與光速的偏差，而M1是未知的高能尺度，受其限制 實驗。 考慮到中微子和光子傳播時間的差異約為10天，我們發現M13×1016 GeV。 這將中微子傳播中線性洛倫茲違反的先前限制提高了多個數量級，二次洛倫茲違反也是如此。

反應堆反中微子測定中微子質量等級的實驗條件
本文報告了使用核反應堆中產生的電子反中微子（νe）確定中微子質量等級的優化實驗要求。 中微子質量層次的特徵可以從|Δm312|中提取。和|Δm322| 通過將傅立葉正弦和餘弦變換應用於L / E頻譜產生振盪。 為了確定中微子質量等級高於90％的概率，在sin22θ13= 0.1的條件下研究了能量解析度作為基線的函數的要求。 如果中微子探測器的能量解析度小於0.04 /Eν，並且從貝葉斯定理獲得的確定概率大於90％，則探測器必須位於距反應堆48-53 km處以測量能譜的 這些結果將有助於建立確定中微子質量等級的實驗，這是中微子物理學中的重要問題。

論文研究 - 激光輔助產生和檢測非核低能中微子-抗中微子束
有人認為，能量，動量和自旋以及QM躍遷概率的守恆允許在原子內（非核）激光躍遷中生成和檢測低能（eV）中微子和反中微子。 激光介質中上下激發態之間的兩個量子躍遷可以支持中微子和反沖反向傳播的反中微子的成對發射，每個中微子都承載著激光躍遷能量的一半。 它們沿著與腔內激光束在激光介質中相同的軸沿相反的方向傳播。 估計表明，與一個量子激發的激光光子發射相比，該兩個量子事件的概率約為10-7。 分子/原子物質不可能吸收或釋放單個抗中微子或中微子，因為它們攜帶自旋s =±h / 2，這違反了此類過程所需的Δs=±nh（n =整數）。 但是，在激光器內部，中微子或反中微子通過時，可以激發激發態發出的光子

㈣ 能「隱形」的中微子是個「什麼鬼」

由俄羅斯富翁尤里·米爾納領銜資助的「科學突破獎」於2015年11月9日揭曉。中國科學院高能物理研究所王貽芳研究員及其領導的大亞灣中微子實驗團隊獲得「基礎物理學突破獎」。這是中國科學家和以中國科學家為主的實驗團隊首次獲得該獎項，科學突破獎的獲得讓國人倍增自豪感。物理學的世界總是神秘而難懂，大神們的研究也是那樣深不可測。中微子究竟是個「什麼鬼」？和我們的生活有多大聯系？不妨跟著小編一起「霧里看花」！

人類未來可能會利用中微子進行通信

此外，未來中微子也許還可以應用於地球斷層掃描，即「地層CT」。中微子與物質相互作用的截面會隨中微子能量的提高而增加，如果用高能加速器產生能量為一萬億電子伏以上的中微子束定向照射地層，與地層物質作用，可以產生局部小「地震」，人們利用此原理可對深層地層進行勘探，將地層一層一層地掃描。

科學家還相信，如果能夠更好地理解中微子，它還可以告訴我們地球內部的放射性元素衰變數量，從而判定地球內部的演化模型；沒准它也可以告訴我們恆星以及遙遠的超新星內部的物理規律；而且因為中微子在宇宙中像光子一樣多，如果知道了它的質量，人們甚至可能估計出宇宙中中微子的總質量，進而可以評估它對宇宙演化的作用。

(本文節選自《知識就是力量》雜志2015年12月刊《中微子是個「什麼鬼」？》一文，審核專家：李玉峰 中國科學院高能物理研究所副研究員，資料來源:蝌蚪五線譜）

㈤ 光的速度最快嗎

傳說中是這樣子的。現在也公認為光速最快。但是你可以看看下面的新聞
科學家發現中微子超光速現象 違背相對論
來源：中國廣播網 2011年09月25日10:19我來說兩句 中廣網北京9月25日消息（記者高蕭瀟 楊洋）據中國之聲《新聞縱橫》報道，愛因斯坦的狹義相對論可謂眾所周知。根據這一理論，光速是宇宙速度的極限，沒有任何物質可以超越光速。

但是，英國《自然》雜志網站22日報道，歐洲研究人員發現了難以解釋的中微子超光速現象，如果這一現象屬實，那麼愛因斯坦的經典理論將被改寫，或者說愛因斯坦的相對論可能錯了。那麼，到底是怎樣的發現能夠撼動經典？

無心插柳卻撼動經典

義大利格蘭薩索國家實驗室「奧佩拉」項目發言人安東尼奧·伊拉蒂塔托表示，對實驗結果非常有信心，難道他們真的能夠撼動整個物理學的基石嗎？中國科學院高能物理研究所所長陳和生院士表示，其實歐洲科學家當初實施這項實驗，目的並不是挑戰經典。

陳和生：這個實驗本來的目的就是想看看中微子在從日內瓦歐洲核子研究中心射到義大利的格蘭薩索實驗室的過程當中，有沒有一種中微子轉成另外一種中微子。這個實驗有一個附帶的研究題目，看看中微子走了730公里的距離，它的速度是不是像大家過去認為的那樣。他們現在就發現這個速度跟原來有微小的差別。

研究人員們的無心插柳，卻震動了整個物理學界，而法國國家科學研究院研究員奧提羅達里奧的解釋可以幫助我們更清晰地了解整個實驗過程。

奧提羅達里奧：我們當初並沒有預想到會有這樣的觀測結果，我們測量了中微子在730公里距離中的運行時間，我們的探測器是在實驗室的地下，而這和日內瓦實驗室所觀測到的結果正好相符。在730公里的距離中，我們觀測到了中微子的運行速度比光要快了60納秒，也就是說每秒鍾多跑了6公里。

事實上，由於事關重大，一些專家對觀測到的這種超光速現象持謹慎態度。而這次也並不是愛因斯坦的光速理論首次遭遇挑戰。2007年，美國費米國家實驗室研究人員取得類似實驗結果，但同時也對實驗的精確性存疑。

物理學界存不同意見

對此，中國科學院高能物理研究所所長陳和生院士表示，物理學界的確存在一些與該實驗結果不同的意見。

陳和生：我們沒有理由懷疑這個實驗的正確性，但是我們顯然是希望其他的實驗能夠對這個結果進行驗證。日本有類似的實驗，他們否定中微子的速度超過光速，1987年的時候有一個超行星爆發，之後我們看到光，又看到中微子。如果說中微子的速度快，那麼我們就會早於光看到中微子到達我們的探測器，但是當時並沒有見到這種現象。

那麼，科學家們口中神秘的中微子，又究竟是怎樣一種物質呢？其實在電影《2012》中，我們就曾見識過它的威力。由於太陽活動突然加劇，釋放出大量中微子。中微子和地核發生反應，最終引發超級大海嘯。陳和生院士也向我們介紹了這位「宇宙中的隱形人」。

陳和生：中微子是在30年代由一個奧地利的物理學家提出來的，但是一直到50年代才最終被確認存在，中微子的特點是它的質量非常微小，而且相互作用非常微弱。2003年3位物理學家得了諾貝爾獎，其中有兩位都是研究中微子的。

我國的物理學家在這方面也開展了大量的研究，其中最突出的一個就是在深圳大亞灣核電站。我們和美國的科學家合作共同進行了大亞灣的反應堆中微子實驗，我們相信對於粒子物理學新的突破很可能來自於我們對中微子的研究。

挑戰愛因斯坦相對論為時尚早

面對物理學界這一不速之客，英國薩里大學學者帕特里克·里根表示，

里根：如果可以證明這一結論是正確的話，將是對我們現在所了解的物理學的一次革命性變革，我們所有教科書將需要重新編纂，而這一變革也將使粒子學應用方面有所改變。

而中科院高能物理研究所所長陳和生表示，科學的研究結果需要大量的科學實驗來檢驗，現在說愛因斯坦相對論受到挑戰還為時過早。

陳和生：關於中微子的速度的物理結果引起了全世界物理學家的重視，現在主要要做的事情是去深入地去研究實驗，同時希望其他實驗能夠對這個結論進行檢驗，對實驗的結果有更多的理解。目前我認為去下結論說這個實驗的結果是挑戰愛因斯坦的相對論，還為時尚早。

㈥ 什麼是中微子

20世紀20年代末，科學家在研究β衰變（即原子核輻射出電子轉變成另一種核）時，發現在這個過程中有一部分能量不知去向。這使科學家不勝困惑：在亞原子過程中，能量守恆定律是否還成立？1930年，當時年僅30歲的匈牙利物理學家泡利對能量守恆定律深信不疑，並以非凡的直覺預言：在此過程中，必定還有一種不帶電的、質量極小的與物質相互作用極弱，以至於無法探測到的新粒子放出來，是它帶走了那一部分能量。他把這種未知的粒子叫做「小中子」，就是現在說的「中微子」。

1942年，美國物理學家艾倫按照我國物理學家王淦昌提出的方法，首次通過實驗間接證實了中微子的存在。

由於中微子與物質的相互作用很弱，要直接探測到中微子是非常困難的，連泡利本人也認為中微子也許永遠測不到。然而，困難並不能阻礙科學的進展，在泡利提出中微子假說的26年之後，美國加利福尼亞大學雷尼斯教授等把400升醋酸鎘水溶液作為靶液，放人新投人使用的核反應堆中（作中微子源），每小時測得2.8個中微子，與他的理論預測完全一致。雷尼斯也因此榮獲1995年諾貝爾物理學獎。

現代宇宙學研究告訴我們，中微子的種類上限為3，即有3種中微子。除了上述發現的電子型中微子之外，還有μ型中微子（1962年發現）和τ型中微子（1975年發現），每一種中微子都有相同的反中微子。

中微子究竟有沒有質量，是該研究領域中最引人注目的課題。20世紀70年代以前，人們普遍認為中微子的質量等於零。1980年，蘇聯理論與實驗物理研究所宣布，經過10年的測試，得到中微子的質量在17～40電子伏之間，轟動了全球的物理學界。此後，世界上許多著名實驗室紛紛採用不同的方法來測量和檢驗這個結果。我國原子能科學院的專家也在20世紀80年代中期開展了這項研究，並取得一定的成果。

2015年10月6日，諾貝爾物理學獎被授予日本科學家梶田隆章和加拿大科學家阿瑟·麥克唐納，以表彰他們通過中微子振盪發現中微子有質量這一研究。

當然，一個中微子是無足輕重的，但是，在我們這個宇宙中，中微子的數量極多，它充滿在宇宙的每一個角落，平均每立方厘米就有300個左右，與光子差不多，比其他所有的粒子要多數十億倍呢！所以，中微子整體對宇宙來說有舉足輕重的作用。

另外，中微子還有一種本領，它能夠在星球的內部暢行無阻，因此它可以把太陽、星球的內部信息帶給我們。科學家還遐想利用中微子的這種特點，來做地球斷層掃描，讓埋在地球深處的奧秘一覽無遺；還設想讓中微子穿透地球傳送信息，這樣長距離通信就可以不要經過衛星和地面站兜圈子了。顯然，當撲朔迷離的中微子一旦被人們完全認識後，它將會獲得極其廣泛的應用。

㈦ 中微子是如何被發現的

中微子是一門與粒子物理、核物理以及天體物理的基本問題息息相關的新興分支科學，人類已經認識了中微子的許多性質及運動、變化規律，但是仍有許多謎團尚未解開。中微子的質量問題到底是怎麼回事？中微子有沒有磁矩？有沒有右旋的中微子與左旋的反中微子？有沒有重中微子？太陽中微子的強度有沒有周期性變化？宇宙背景中微子怎樣探測？它在暗物質中占什麼地位？恆星內部、銀河系核心、超新星爆發過程、類星體、極遠處和極早期宇宙有什麼奧秘？ 這些謎正點是將微觀世界與宇觀世界聯系起來的重要環節。對中微子的研究不僅在高能物理和天體物理中具有重要意義，在我的日常生活中也有現實意義。人類認識客觀世界的目的是為了更自覺地改造世界。我們應充分利用在研究中微子物理的過程中發展起來的實驗技術和中間成果，使其轉化成生產力造福人類，而中微子本身也有可能在21世紀得到應用。

㈧ 中微子是誰發現的

中微子是組成自然界的最基本的粒子之一，常用符號ν表示。中微子不帶電，自旋為1/2，質量非常輕（小於電子的百萬分之一），以接近光速運動。

粒子物理的研究結果表明，構成物質世界的最基本的粒子有12種，包括6種誇克（上、下、奇異、粲、底、頂），3種帶電輕子（電子、繆子和陶子）和3種中微子（電子中微子，繆中微子和陶中微子）。中微子是1930年德國物理學家泡利為了解釋貝塔衰變中能量似乎不守恆而提出的，五十年代才被實驗觀測到。

中微子只參與非常微弱的弱相互作用，具有最強的穿透力。穿越地球直徑那麼厚的物質，在100億個中微子中只有一個會與物質發生反應，因此中微子的檢測非常困難。正因為如此，在所有的基本粒子，人們對中微子了解最晚，也最少。實際上，大多數粒子物理和核物理過程都伴隨著中微子的產生，例如核反應堆發電（核裂變）、太陽發光（核聚變）、天然放射性（貝塔衰變）、超新星爆發、宇宙射線等等。宇宙中充斥著大量的中微子，大部分為宇宙大爆炸的殘留，大約為每立方厘米100個。

1998年，日本超級神崗實驗以確鑿的證據發現了中微子振盪現象，即一種中微子能夠轉換為另一種中微子。這間接證明了中微子具有微小的質量。此後，這一結果得到了許多實驗的證實。中微子振盪尚未完全研究清楚，它不僅在微觀世界最基本的規律中起著重要作用，而且與宇宙的起源與演化有關，例如宇宙中物質與反物質的不對稱很有可能是由中微子造成。

由於探測技術的提高，人們可以觀測到來自天體的中微子，導致了一種新的天文觀測手段的產生。美國正在南極洲冰層中建造一個立方公里大的中微子天文望遠鏡——冰立方。法國、義大利、俄羅斯也分別在地中海和貝加爾湖中建造中微子天文望遠鏡。KamLAND觀測到了來自地心的中微子，可以用來研究地球構造。

中微子有大量謎團尚未解開。首先它的質量尚未直接測到，大小未知；其次，它的反粒子是它自己還是另外一種粒子；第三，中微子振盪還有兩個參數未測到，而這兩個參數很可能與宇宙中反物質缺失之謎有關；第四，它有沒有磁矩；等等。因此，中微子成了粒子物理、天體物理、宇宙學、地球物理的交叉與熱點學科。

什麼是中微子？
中微子個頭小，不帶電，可自由穿過地球，幾乎不與任何物質發生作用，號稱宇宙間的「隱身人」。科學家觀測它頗費周折，從預言它的存在到發現它，用了10多年的時間。

要說中微子，就不得不提它的「老大哥」——原子基本組成之一的中子。中子在衰變成質子和電子（β衰變）時，能量會出現虧損。物理學上著名的哥本哈根學派鼻祖尼爾斯·玻爾據此認為，β衰變過程中能量守恆定律失效。

1931年春，國際核物理會議在羅馬召開，當時世界最頂尖的核物理學家匯聚一堂，其中有海森堡、泡利、居里夫人等。泡利在會上提出，β衰變過程中能量守恆定律仍然是正確的，能量虧損的原因是因為中子作為一種大質量的中性粒子在衰變過程中變成了質子、電子和一種質量小的中性粒子，正是這種小質量粒子將能量帶走了。泡利預言的這個竊走能量的「小偷」就是中微子。

2. 中微子簡史

1930年，德國科學家泡利預言中微子的存在。
1956年，美國萊因斯和柯萬在實驗中直接觀測到中微子，萊因斯獲1995年諾貝爾獎。
1962年，美國萊德曼，舒瓦茨，斯坦伯格發現第二種中微子——繆中微子，獲1988年諾貝爾獎。
1968年，美國戴維斯發現太陽中微子失蹤，獲2002年諾貝爾獎。
1985年，日本神崗實驗和美國IMB實驗發現大氣中微子反常現象。
1987年，日本神崗實驗和美國IMB實驗觀測到超新星中微子。日本小柴昌俊獲2002年諾貝爾獎。
1989年，歐洲核子研究中心證明存在且只存在三種中微子。
1995年，美國LSND實驗發現可能存在第四種中微子——隋性中微子。
1998年，日本超級神崗實驗以確鑿證據發現中微子振盪現象。
2000年，美國費米實驗室發現第三種中微子，陶中微子。
2001年，加拿大SNO實驗證實失蹤的太陽中微子轉換成了其它中微子。
2002年，日本KamLAND實驗用反應堆證實太陽中微子振盪。
2003年，日本K2K實驗用加速器證實大氣中微子振盪。
2006年，美國MINOS實驗進一步用加速器證實大氣中微子振盪。
2007年，美國費米實驗室MiniBooNE實驗否定了LSND實驗的結果。

3. 大亞灣反應堆中微子實驗

中微子是當前粒子物理、天體物理、宇宙學、地球物理的交叉前沿學科，本身性質也有大量謎團尚未解開。在這一領域，大部分成績均為日本和美國取得。1942年，我國科學家王淦昌提出利用軌道電子俘獲檢測中微子的可行方案，美國人艾倫成功地用這種方法證明了中微子的存在。80年代，中國原子能科學研究院進行了中微子靜止質量的測量，證明電子反中微子的靜止質量在30電子伏特以下。

中微子振盪研究的下一步發展，首先必須利用核反應堆精確測量中微子混合角theta13。位於中國深圳的大亞灣核電站具有得天獨厚的地理條件，是世界上進行這一測量的最佳地點。由中國科學院高能物理研究所領導的大亞灣反應堆中微子實驗於2006年正式啟動，聯合了國內十多家研究所和大學，美國十多家國家實驗室和大學，以及中國香港、中國台灣、俄羅斯、捷克的研究機構。實驗總投資約3億元人民幣，預期2010年建成。它的建成運行將使中國在中微子研究中占據重要的國際地位。

中微子具有質量，這是很早就提出過的物理概念。但是人類對於中微子的性質的研究還是非常有限的。我們至今不是非常確定地知道：幾種中微子是同一種實物粒子的不同表現，還是不同性質的幾種物質粒子，或者是同一種粒子組成的差別相當微小的具有不同質量的粒子。

我們相信，隨著人類認識的深化，科學技術的發展，中微子之謎終究是會被攻破的。

㈨ 中子探測能譜解譜中 道數與能量怎樣轉換

1. 中微子簡介 中微子是組成自然界的最基本的粒子之一，常用符號ν表示。中微子不帶電，自旋為1/2，質量非常輕（小於電子的百萬分之一），以接近光速運動。 粒子物理的研究結果表明，構成物質世界的最基本的粒子有12種，包括6種誇克（上、下、奇異、粲、底、頂），3種帶電輕子（電子、繆子和陶子）和3種中微子（電子中微子，繆中微子和陶中微子）。中微子是1930年德國物理學家泡利為了解釋貝塔衰變中能量似乎不守恆而提出的，五十年代才被實驗觀測到。 中微子只參與非常微弱的弱相互作用，具有最強的穿透力。穿越地球直徑那麼厚的物質，在100億個中微子中只有一個會與物質發生反應，因此中微子的檢測非常困難。正因為如此，在所有的基本粒子，人們對中微子了解最晚，也最少。實際上，大多數粒子物理和核物理過程都伴隨著中微子的產生，例如核反應堆發電（核裂變）、太陽發光（核聚變）、天然放射性（貝塔衰變）、超新星爆發、宇宙射線等等。宇宙中充斥著大量的中微子，大部分為宇宙大爆炸的殘留，大約為每立方厘米100個。 1998年，日本超級神崗實驗以確鑿的證據發現了中微子振盪現象，即一種中微子能夠轉換為另一種中微子。這間接證明了中微子具有微小的質量。此後，這一結果得到了許多實驗的證實。中微子振盪尚未完全研究清楚，它不僅在微觀世界最基本的規律中起著重要作用，而且與宇宙的起源與演化有關，例如宇宙中物質與反物質的不對稱很有可能是由中微子造成。 由於探測技術的提高，人們可以觀測到來自天體的中微子，導致了一種新的天文觀測手段的產生。美國正在南極洲冰層中建造一個立方公里大的中微子天文望遠鏡——冰立方。法國、義大利、俄羅斯也分別在地中海和貝加爾湖中建造中微子天文望遠鏡。KamLAND觀測到了來自地心的中微子，可以用來研究地球構造。 中微子有大量謎團尚未解開。首先它的質量尚未直接測到，大小未知；其次，它的反粒子是它自己還是另外一種粒子；第三，中微子振盪還有兩個參數未測到，而這兩個參數很可能與宇宙中反物質缺失之謎有關；第四，它有沒有磁矩；等等。因此，中微子成了粒子物理、天體物理、宇宙學、地球物理的交叉與熱點學科。 什麼是中微子？中微子個頭小，不帶電，可自由穿過地球，幾乎不與任何物質發生作用，號稱宇宙間的「隱身人」。科學家觀測它頗費周折，從預言它的存在到發現它，用了10多年的時間。 要說中微子，就不得不提它的「老大哥」——原子基本組成之一的中子。中子在衰變成質子和電子（β衰變）時，能量會出現虧損。物理學上著名的哥本哈根學派鼻祖尼爾斯·玻爾據此認為，β衰變過程中能量守恆定律失效。 1931年春，國際核物理會議在羅馬召開，當時世界最頂尖的核物理學家匯聚一堂，其中有海森堡、泡利、居里夫人等。泡利在會上提出，β衰變過程中能量守恆定律仍然是正確的，能量虧損的原因是因為中子作為一種大質量的中性粒子在衰變過程中變成了質子、電子和一種質量小的中性粒子，正是這種小質量粒子將能量帶走了。泡利預言的這個竊走能量的「小偷」就是中微子。 2. 中微子簡史 1930年，德國科學家泡利預言中微子的存在。 1956年，美國萊因斯和柯萬在實驗中直接觀測到中微子，萊因斯獲1995年諾貝爾獎。 1962年，美國萊德曼，舒瓦茨，斯坦伯格發現第二種中微子——繆中微子，獲1988年諾貝爾獎。 1968年，美國戴維斯發現太陽中微子失蹤，獲2002年諾貝爾獎。 1985年，日本神崗實驗和美國IMB實驗發現大氣中微子反常現象。 1987年，日本神崗實驗和美國IMB實驗觀測到超新星中微子。日本小柴昌俊獲2002年諾貝爾獎。 1989年，歐洲核子研究中心證明存在且只存在三種中微子。 1995年，美國LSND實驗發現可能存在第四種中微子——隋性中微子。 1998年，日本超級神崗實驗以確鑿證據發現中微子振盪現象。 2000年，美國費米實驗室發現第三種中微子，陶中微子。 2001年，加拿大SNO實驗證實失蹤的太陽中微子轉換成了其它中微子。 2002年，日本KamLAND實驗用反應堆證實太陽中微子振盪。 2003年，日本K2K實驗用加速器證實大氣中微子振盪。 2006年，美國MINOS實驗進一步用加速器證實大氣中微子振盪。 2007年，美國費米實驗室MiniBooNE實驗否定了LSND實驗的結果。 3. 大亞灣反應堆中微子實驗 中微子是當前粒子物理、天體物理、宇宙學、地球物理的交叉前沿學科，本身性質也有大量謎團尚未解開。在這一領域，大部分成績均為日本和美國取得。1942年，我國科學家王淦昌提出利用軌道電子俘獲檢測中微子的可行方案，美國人艾倫成功地用這種方法證明了中微子的存在。80年代，中國原子能科學研究院進行了中微子靜止質量的測量，證明電子反中微子的靜止質量在30電子伏特以下。 中微子振盪研究的下一步發展，首先必須利用核反應堆精確測量中微子混合角theta13。位於中國深圳的大亞灣核電站具有得天獨厚的地理條件，是世界上進行這一測量的最佳地點。由中國科學院高能物理研究所領導的大亞灣反應堆中微子實驗於2006年正式啟動，聯合了國內十多家研究所和大學，美國十多家國家實驗室和大學，以及中國香港、中國台灣、俄羅斯、捷克的研究機構。實驗總投資約3億元人民幣，預期2011年建成。它的建成運行將使中國在中微子研究中占據重要的國際地位。 中微子具有質量，這是很早就提出過的物理概念。但是人類對於中微子的性質的研究還是非常有限的。我們至今不是非常確定地知道：幾種中微子是同一種實物粒子的不同表現，還是不同性質的幾種物質粒子，或者是同一種粒子組成的差別相當微小的具有不同質量的粒子。 我的看法是，可能幾種中微子還是同一種物質組成的具有不同能量狀態和質量的實物粒子，他們肯定地有質量。如果是這樣的話，中微子應該存在不同速度的多種能譜型，從零到最大能量容量都有存在。目前這方面的研究還相當有限，這也是中微子難以捉摸的性質所造成的。 An.Lee的看法可能更加激進一點，但可能是非常正確的。他認為，中微子就是由正負電子結合的產物。他歸納說：正負電子可組成為一正一負兩個自繞一組的穩定結構，也可以兩對正負電子組成四個一組具有相互傳遞纏繞的穩定結構，還可以組成為六個一組的具有立體空間相互纏繞的穩定結構。他認為，中微子的正負電子學說推導出中微子應當具有基本三種類型，這和我們實際中探測到的三種中微子（電子中微子、μ中微子和τ中微子）是完全一致的。他說，中微子的正負電子學說可以通過中微子相互碰撞和正負電子零速度下飄逸實驗來證實。他表示，物理學世界及其研究還要以正負電子作為基點來考慮才行。 按照這個思路，中微子的質量至少應當是三種情況，即兩倍電子的質量2me，4me，6me 中微子的質量可能關繫到宇宙平衡。宇宙中如果彌漫這種東西，而且是相對比較一致的，那麼我們的宇宙就是一個均衡態的宇宙。光的傳遞可能是需要中微子作用的，只是我們覺察不到。關於中微子磁性的研究可能是揭開「光傳遞是否需要依靠媒質」最為關鍵的問題。然而，中微子的性質決定了研究它的復雜性和十分艱難。 如果說世界上的所有物質都是由正負電子組成的，證實了這一點，也就意味著我們找到了組成一切物質的原點物質。這個物理模型確實非常有趣。如果他的這個理論是正確的話，那意味著物理學將發生最為本質的變革。 我們相信，隨著人類認識的深化，科學技術的發展，中微子之謎終究是會被攻破的。 編輯詞條 開放分類：物理、基本粒子、核物理、宇宙學、粒子物理 參考資料： 1.大亞灣反應堆中微子實驗 貢獻者： apple841018、xug5350、l1332000、翼壬、fjd0105、 冷月痴情、螻蟻吃月餅、量子物理學家、landw169、caoj73、 小松博客、wqygiop、海量不多喝、wangpijie、xztlsy、弦之月NONO、 高樓居士、天魔龍、景觀美 本詞條在以下詞條中被提及：超新星、引力坍縮、諾貝爾物理學獎、暗物質、白洞、宇宙大爆炸、弦論、歐洲核子中心、大爆炸宇宙論、貝塔粒子、物理宇宙學、中微子天文望遠鏡、誇克模型、核衰變、宇宙線、熱核聚變雙循環模式、雷蒙德·戴維斯、質子、中性粒子、萊德曼、馬丁·佩爾、威耳孫D．T．R． 日暮戈薇11111E2！