反应堆中微子实验装置正式退役

㈠ 中微子的中微子天文学

中微子天文学天体物理学的一个分支﹐主要研究恒星上可能发生的中微子过程以及这些过程对恒星的结构和演化的作用。中微子是一种不带电﹑静止质量极小的基本粒子。早在研究原子核的β衰变时就从理论上预见到中微子的存在﹐但直到1956年才在实验中观察到。中微子和一般物质的相互作用非常微弱﹐除某些特殊情况外，在恒星内部产生的中微子能够不受阻碍地跑出恒星表面﹐因此﹐对恒星发射的中微子进行探测﹐可以获得有关恒星内部的信息。
太阳中微子实验
太阳每秒放出的总辐射能为 3.86×10尔格。其中绝大部分的能量由质子－质子反应产生﹐很小一部分由碳氮循环产生。这些反应中有许多分支反应过程是产生中微子的﹐中微子在地球表面处的通量是很大的。中微子具有很大的穿透本领﹐一般很难测量。美国布鲁克黑文实验室的戴维斯等人在深矿井中进行了太阳中微子的实验。实验中用大体积的四氯化二碳作靶﹐利用Cl俘获中微子的反应﹕+Cl→e +Ar﹐来探测太阳中微子。从1955年以来﹐他们所得的结果是﹕
产生过程
在恒星演化的早期和中期﹐中微子的作用很小。到恒星演化的晚期﹐中微子的作用就变得重要了。这时﹐产生中微子的过程主要有以下几种：
第一种是尤卡过程。其反应为：
(Z﹐A )→(Z +1﹐A )+e +﹐
e +(Z +1﹐A )→(Z﹐A )+。
尤卡过程的总效果﹐是将电子的动能不断地转化为中微子对而放出。式中Z 为原子序数(质子数)﹐A 为质量数(核子数)﹐e 为电子﹐为电子中微子﹐为反电子中微子。
第二种是中微子轫致辐射。隆捷科沃于1959年首先进行研究。电子与原子核(Z﹐A )碰撞﹐可以发射中微子对﹐其反应为：
e +(Z +1﹐A )→e +(Z﹐A )++。
第三种是光生中微子过程。丘宏义和斯塔贝尔曾在1961年首先进行研究。γ光子与电子碰撞﹐可以发射中微子对﹐其反应为：
γ+e →e ++。
第四种是电子对湮没中微子过程。丘宏义和莫里森于1960年首先进行研究。正﹑负电子对湮没为中微子对﹐其反应为：
e +e →+。
式中e 为正电子。
第五种是等离子体激元衰变中微子过程。J.B.亚当斯等人于1963年进行研究。等离子体激元可以按如下的反应衰变为中微子对：
→+。
第二﹑三﹑四﹑五种过程是根据1958年范曼和格尔曼提出的普适弱相互作用导出的。弱电统一理论提出后﹐又出现了许多新的中微子过程﹐例如上述第三﹑四﹑五种过程右方的+都可推广为+﹐+等。
作用
在恒星演化的晚期﹐中微子的作用有﹕发射中微子﹐带走了大量的能量﹐加快了恒星演化的进程和缩短了恒星演化的时标﹔对超新星爆发和中子星形成可能起关键作用。例如﹐有一种看法认为﹕在一个高度演化的恒星内部﹐通过逐级热核反应﹐一直进行到合成铁。进一步的引力坍缩，将使恒星核心部分产生强烈的中子化﹐而放射出大量中微子。由于中性流弱作用的相干性﹐铁原子核对中微子有较大的散射截面。因此﹐强大的中微子束会对富含铁原子核的外壳产生足够大的压力﹐将外壳吹散而形成猛烈的超新星爆发。被吹散的外壳形成星云状的超新星遗迹﹐中子化的核心留下来形成中子星。
恒星离我们十分遥远﹐以目前的探测技术还无法接收到它们发射的中微子流。只在超新星爆发使中微子发射剧增时﹐才有可能探测到。除了恒星以外﹐在类星体﹑激扰星系以及宇宙学研究对象中﹐也存在许多有关中微子过程的问题。
中微子实验
中微子是当前粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉前沿学科，本身性质也有大量谜团尚未解开。在这一领域，大部分成绩均为日本和美国取得。1942年，中国科学家王淦昌提出利用轨道电子俘获检测中微子的可行方案，美国人艾伦成功地用这种方法证明了中微子的存在。80年代，中国原子能科学研究院进行了中微子静止质量的测量，证明电子反中微子的静止质量在30电子伏特以下。
中微子振荡研究的下一步发展，首先必须利用核反应堆精确测量中微子混合角theta13。位于中国深圳的大亚湾核电站具有得天独厚的地理条件，是世界上进行这一测量的最佳地点。由中国科学院高能物理研究所领导的大亚湾反应堆中微子实验于2006年正式启动，联合了国内十多家研究所和大学，美国十多家国家实验室和大学，以及中国香港、中国台湾、俄罗斯、捷克的研究机构。实验总投资约3亿元人民币，2011年建成。它的建成运行将使中国在中微子研究中占据重要的国际地位。
中微子具有质量，这是很早就提出过的物理概念。但是人类对于中微子的性质的研究还是非常有限的。我们至今不是非常确定地知道：几种中微子是同一种实物粒子的不同表现，还是不同性质的几种物质粒子，或者是同一种粒子组成的差别相当微小的具有不同质量的粒子。随着人类认识的深化，科学技术的发展，中微子之谜终究是会被攻破的。
此次研究的中微子束源自位于日内瓦的欧洲核子研究中心，接收方则是意大利罗马附近的意大利国立核物理研究所。粒子束的发射方和接收方之间有着730公里的距离，研究者让粒子束以近光速运行，并通过其最后运行的时间和距离来判断中微子的速度。中微子束在两地之间的地下管道中穿梭。
但物理学家们认为，一旦这些粒子确实被证实跑过了光速，将彻底改变人类对整个宇宙存在的看法，甚至改变人类存在的模式。有分析人士认为，可能宇宙中的确还存在其他未知维度，中微子抄了其他维度的“近路”，才“跑”得比光快。现在此结论还有待进一步证实。
大亚湾发现新中微子振荡
大亚湾中微子实验国际合作组发言人、中科院高能物理研究所所长王贻芳8日在北京宣布，大亚湾中微子实验发现了一种新的中微子振荡，并测量到其振荡几率。该发现被认为是对物质世界基本规律的一项新的认识，对中微子物理未来发展方向起到了决定性作用，并将有助于破解宇宙中“反物质消失之谜”。
上海交通大学物理系主任、粒子物理宇宙学研究所所长季向东这样阐释这项研究的意义：“大亚湾实验发现了电子中微子震荡的新模式，这种模式的发现对了解为什么在物质远远多于反物质，对解释太阳系中元素的丰度有极其重要的作用。在我们所观察到的宇宙中，物质占主要地位，但为什么如此，到现在还没有一个合理的解释，大亚湾实验的结果打开了一扇大门。”
另据王贻芳透露，2002年，两名美日科学家因发现大气中微子振荡、太阳中微子振荡获得了当年的诺贝尔物理学奖，但第三种振荡一直未被发现。9年前，中科院高能所研究人员提出设想，利用大亚湾核反应堆群产生的大量中微子，来寻找中微子的第三种振荡。“2003年左右，国际上先后有7个国家提出了8个实验方案，最终有3个进入建设阶段，这就包括咱们的大亚湾核电站。”王贻芳称，为抢在竞争对手之前获得物理结果，科研人员将实验分为两个阶段，此次结果便来自第一阶段的数据。

㈡ 谁偷走了核电站的中微子大亚湾新发现：也许算错了核反应

责任编辑：韩声江

在大亚湾核电站附近几百米的深山里，潜伏着世界上最好的中微子探测器。它本是用来确认中微子的第三种变身模式的，几年前已经完成任务。如今顺手取得另一项引人瞩目的成果——解释核反应堆为何产生那么少的中微子。

近日，大亚湾反应堆中微子实验的论文《大亚湾反应堆中微子流强和能谱的演化》在《物理评论快报》上发表，同时配发法国科学家法罗的文章《弄清反中微子反常》。最神秘的基本粒子中微子，又引起了人们的兴趣。

反应堆产生的中微子为啥不够多？

实验探测到的反应堆中微子数目总比理论模型预期的少，这就是近几年物理学家困惑的“反应堆中微子反常”现象。2011年发现，计算方法与实验结果相差了6%。

中科院高能物理所的曹俊研究员在博客中介绍说：大部分核反应堆使用铀235、铀238、钚239和钚241，中微子来自它们裂变产物的后续衰变，大约带走5%的能量。现在主要采用的模型，是20世纪80年代实验测得几种裂变材料释放的电子能谱后推出的中微子能谱。这种模型不符合实验结果。

之前物理学家倾向于所谓“惰性中微子”假说，即中微子变化成难以探查的形式。而大亚湾实验的新论文则给出了更简单的解释：我们对核燃料产生多少中微子的计算错了。

曹俊说：“反应堆一般以恒定的功率发电。每次裂变时，这4种同位素释放的能量都差不多，但释放的中微子数目和能量则不一样。因此，随着核燃料成分的演化，反应堆释放的中微子数目和能量分布将会发生变化。”

科学家监测了长时间周期内，大亚湾反应堆中4种同位素对能量的贡献比例。曹俊说：“大亚湾实验4年的运行积累了超过200万个中微子事例。利用这些数据，可以比较不同核燃料成分时的中微子数目，从而推算各个同位素的中微子产额。实验发现，核燃料中最主要的成分铀235产生的中微子数目与模型预期不一致，主流模型的预期比实际观测高了8%。而第二重要的成分钚239则与模型预期一致。”

曹俊说：“如果中微子反常是普通中微子振荡到惰性中微子所致，那么不同燃料成分应该具有相同比例的中微子缺失，因为中微子振荡与产生它的是铀还是钚无关。实验数据看上去不符合这项假设。”据此大亚湾实验的新结果认为，反应堆中微子反常很可能是铀235的中微子产额计算不正确，而不是有“惰性中微子”。

中微子的质量怎么就测不出？

虽然“反应堆中微子反常”现象似乎被破解了，但关于中微子仍有很多未解之谜。中微子是隐士，它很少跟别的粒子反应。捕获不易，所知甚少，就连它的质量至今都还没搞清楚。

起初很长一段时间，大家公认的基本粒子标准模型里，中微子是没有质量的。但戴维斯检测到太阳中微子，小柴昌俊发现超新星中微子时，都证明了中微子有质量。标准模型绽开一道裂口。

既然有质量，那么中微子的质量到底是多少？

中微子根据与外界作用方式不同，分3种味道——电子中微子、缪子中微子和陶子中微子。而中微子的质量和味道不能同时测准。

大亚湾实验测出了中微子的第三种振荡。

振荡的意思是中微子在奔跑时从一种味道变另一种味道，奔驰变宝马，宝马变奥迪，奥迪变奔驰。这意味着如果测“奔驰”中微子的质量，能得到3种不同结果，按照概率随机出现。

曹俊介绍，之前的中微子振荡实验研究只能测出中微子的质量平方差，不能给出绝对质量。现有的直接测量以及宇宙学测量只能说明中微子的质量不足电子质量的百万分之一。这些研究结果还不足以求得中微子的质量。

中微子绝对质量的测量，要通过中微子非振荡物理研究来得出结论。曹俊介绍，这种研究可以通过精确测量衰变的电子能量端点，或者测量无中微子双衰变（假如存在这类衰变的话），或者通过宇宙学测量。这样可以得到中微子质量的另一个关系式，结合上述已知的条件，就能解出3种中微子的质量。不过，无论哪种情况，要算出中微子的质量，都必须先知道中微子的质量顺序。

但目前中微子的质量顺序也还是一个谜，科学家知道中微子的3种质量状态不同，但是却并不知道哪个最重，哪个最轻。而我国正在建设中的江门中微子实验装置（JUNO）的目标就是找到中微子质量顺序的更多证据，希望未来它能帮我们解开中微子质量之谜。

中微子的反粒子就是它自己？

在科学家看来，中微子跟电子是近亲，只是不带电荷，这也让它免受宇宙间各种电荷作用的羁绊。

已知物质与反物质的区别是电荷，比如电子带一个负电荷，其反物质带一个正电荷，两者相撞会湮灭并放光。中微子不带电荷，那么中微子可能会是其自身的反粒子吗？如果中微子并非自己的反粒子，那么物质与反物质的区别就不止是电荷，也许是一种未知的对称性。

“无中微子双β衰变”实验或许可以照亮迷雾。该实验的理论基础是：两个中子同时衰变为质子，会产生两个电子及两个反中微子；如果中微子是其自身反粒子，产生的这两个反中微子就可以发生湮灭，从而只有电子从衰变中产生出来。

一些建设中的实验将搜寻“无中微子双β衰变”，例如加拿大SNO+实验、意大利的CUORE实验、美国位于废物隔离试验厂的EXO-200实验、美国矿井中的MAJORANA实验等。

暗物质候选人“惰性中微子”真存在？

在解释“反应堆中微子反常”现象时，科学家们猜想这种现象与“惰性中微子”有关。什么是惰性中微子？惰性中微子是否存在？

惰性中微子性情孤僻，不参加除引力之外的任何相互作用。天文学家曾经认为，宇宙中有引力效应却看不着的暗物质，或许就是中微子。但实验显示，中微子质量太微不足道了，不到电子质量的百万分之一，怕是担纲不起暗物质的量级。而假设中的惰性中微子足够重，是暗物质的“理想人选”。

超新星爆炸会射出大量中微子，如果惰性中微子存在，它的反作用力能够推动超新星残骸，而天文学家的确观察到了超新星残骸的加速；惰性中微子还可能衰变成X射线光子，有些天文台发现的X射线就暗示存在比电子重100倍的惰性中微子。

但现有证据还远远不足。为此，科学家们还要研究短距离运动的中微子。费米实验室的科学家们将利用3种探测器搜寻惰性中微子，包括短基线中微子探测器、MicroBooNE和ICARUS。意大利也将启动SOX实验搜寻惰性中微子。

（原标题：谁偷走了核电站的中微子 大亚湾新发现：也许我们算错了核反应）

文章转载于澎湃新闻

㈢ 中微子寿命

当前对中微子磁矩的实验灵敏度比标准模型预测高出多个数量级。 因此，下一代实验的潜在测量将强烈要求标准模型之外的新物理学。 但是，大的中微子磁矩通常会引起对中微子质量的大的修正，并导致微调。 我们证明在中微子质量与中微子磁矩成比例的模型中。 我们重新审视，讨论并提出了仍可为大中微子磁矩的潜在测量提供理论上一致解释的机制。 我们发现只有两种可行的机制可以仅对马约拉纳中微子实现大的过渡磁矩。

INO-ICAL探测器对大气中微子对中微子衰减的敏感性
探索了拟议中的印度中微子观测所（INO）处的磁化铁量热计（ICAL）探测器对使用大气中微子的质量本征态ν3的不可见衰减的敏感性。 包含地球物质效应的完整的三代分析是在一个同时具有衰减和振荡的框架中执行的。 事实证明，大气中微子提供的宽能量范围和基线对于限制ν3寿命是极好的。 我们发现，在500 kton-yr的暴露量下，ICAL大气实验可以将90％C.L下的ν3寿命限制为τ3/ m3> 1.51×10-10 s / eV。 这比MINOS的范围要紧2个数量级。 隐形衰减对θ23和|Δm322|精度测量的影响 也被研究。

TXS 0506 + 056的多信使观测结果显示违反中微子洛伦兹的限制
可以使用IceCube协作从blazar TXS 0506 + 056方向观察高能（E200TeV）中微子，以及通过MAGIC和其他实验同时观察到来自同一物体的增强γ射线 在中微子能量呈线性的中微子传播中对洛伦兹违规设置严格的约束条件：Δv= -E / M1，其中Δv是与光速的偏差，而M1是未知的高能尺度，受其限制 实验。 考虑到中微子和光子传播时间的差异约为10天，我们发现M13×1016 GeV。 这将中微子传播中线性洛伦兹违反的先前限制提高了多个数量级，二次洛伦兹违反也是如此。

反应堆反中微子测定中微子质量等级的实验条件
本文报告了使用核反应堆中产生的电子反中微子（νe）确定中微子质量等级的优化实验要求。 中微子质量层次的特征可以从|Δm312|中提取。和|Δm322| 通过将傅立叶正弦和余弦变换应用于L / E频谱产生振荡。 为了确定中微子质量等级高于90％的概率，在sin22θ13= 0.1的条件下研究了能量分辨率作为基线的函数的要求。 如果中微子探测器的能量分辨率小于0.04 /Eν，并且从贝叶斯定理获得的确定概率大于90％，则探测器必须位于距反应堆48-53 km处以测量能谱的 这些结果将有助于建立确定中微子质量等级的实验，这是中微子物理学中的重要问题。

论文研究 - 激光辅助产生和检测非核低能中微子-抗中微子束
有人认为，能量，动量和自旋以及QM跃迁概率的守恒允许在原子内（非核）激光跃迁中生成和检测低能（eV）中微子和反中微子。 激光介质中上下激发态之间的两个量子跃迁可以支持中微子和反冲反向传播的反中微子的成对发射，每个中微子都承载着激光跃迁能量的一半。 它们沿着与腔内激光束在激光介质中相同的轴沿相反的方向传播。 估计表明，与一个量子激发的激光光子发射相比，该两个量子事件的概率约为10-7。 分子/原子物质不可能吸收或释放单个抗中微子或中微子，因为它们携带自旋s =±h / 2，这违反了此类过程所需的Δs=±nh（n =整数）。 但是，在激光器内部，中微子或反中微子通过时，可以激发激发态发出的光子

㈣ 能“隐形”的中微子是个“什么鬼”

由俄罗斯富翁尤里·米尔纳领衔资助的“科学突破奖”于2015年11月9日揭晓。中国科学院高能物理研究所王贻芳研究员及其领导的大亚湾中微子实验团队获得“基础物理学突破奖”。这是中国科学家和以中国科学家为主的实验团队首次获得该奖项，科学突破奖的获得让国人倍增自豪感。物理学的世界总是神秘而难懂，大神们的研究也是那样深不可测。中微子究竟是个“什么鬼”？和我们的生活有多大联系？不妨跟着小编一起“雾里看花”！

人类未来可能会利用中微子进行通信

此外，未来中微子也许还可以应用于地球断层扫描，即“地层CT”。中微子与物质相互作用的截面会随中微子能量的提高而增加，如果用高能加速器产生能量为一万亿电子伏以上的中微子束定向照射地层，与地层物质作用，可以产生局部小“地震”，人们利用此原理可对深层地层进行勘探，将地层一层一层地扫描。

科学家还相信，如果能够更好地理解中微子，它还可以告诉我们地球内部的放射性元素衰变数量，从而判定地球内部的演化模型；没准它也可以告诉我们恒星以及遥远的超新星内部的物理规律；而且因为中微子在宇宙中像光子一样多，如果知道了它的质量，人们甚至可能估计出宇宙中中微子的总质量，进而可以评估它对宇宙演化的作用。

(本文节选自《知识就是力量》杂志2015年12月刊《中微子是个“什么鬼”？》一文，审核专家：李玉峰 中国科学院高能物理研究所副研究员，资料来源:蝌蚪五线谱）

㈤ 光的速度最快吗

传说中是这样子的。现在也公认为光速最快。但是你可以看看下面的新闻
科学家发现中微子超光速现象 违背相对论
来源：中国广播网 2011年09月25日10:19我来说两句 中广网北京9月25日消息（记者高萧潇 杨洋）据中国之声《新闻纵横》报道，爱因斯坦的狭义相对论可谓众所周知。根据这一理论，光速是宇宙速度的极限，没有任何物质可以超越光速。

但是，英国《自然》杂志网站22日报道，欧洲研究人员发现了难以解释的中微子超光速现象，如果这一现象属实，那么爱因斯坦的经典理论将被改写，或者说爱因斯坦的相对论可能错了。那么，到底是怎样的发现能够撼动经典？

无心插柳却撼动经典

意大利格兰萨索国家实验室“奥佩拉”项目发言人安东尼奥·伊拉蒂塔托表示，对实验结果非常有信心，难道他们真的能够撼动整个物理学的基石吗？中国科学院高能物理研究所所长陈和生院士表示，其实欧洲科学家当初实施这项实验，目的并不是挑战经典。

陈和生：这个实验本来的目的就是想看看中微子在从日内瓦欧洲核子研究中心射到意大利的格兰萨索实验室的过程当中，有没有一种中微子转成另外一种中微子。这个实验有一个附带的研究题目，看看中微子走了730公里的距离，它的速度是不是像大家过去认为的那样。他们现在就发现这个速度跟原来有微小的差别。

研究人员们的无心插柳，却震动了整个物理学界，而法国国家科学研究院研究员奥提罗达里奥的解释可以帮助我们更清晰地了解整个实验过程。

奥提罗达里奥：我们当初并没有预想到会有这样的观测结果，我们测量了中微子在730公里距离中的运行时间，我们的探测器是在实验室的地下，而这和日内瓦实验室所观测到的结果正好相符。在730公里的距离中，我们观测到了中微子的运行速度比光要快了60纳秒，也就是说每秒钟多跑了6公里。

事实上，由于事关重大，一些专家对观测到的这种超光速现象持谨慎态度。而这次也并不是爱因斯坦的光速理论首次遭遇挑战。2007年，美国费米国家实验室研究人员取得类似实验结果，但同时也对实验的精确性存疑。

物理学界存不同意见

对此，中国科学院高能物理研究所所长陈和生院士表示，物理学界的确存在一些与该实验结果不同的意见。

陈和生：我们没有理由怀疑这个实验的正确性，但是我们显然是希望其他的实验能够对这个结果进行验证。日本有类似的实验，他们否定中微子的速度超过光速，1987年的时候有一个超行星爆发，之后我们看到光，又看到中微子。如果说中微子的速度快，那么我们就会早于光看到中微子到达我们的探测器，但是当时并没有见到这种现象。

那么，科学家们口中神秘的中微子，又究竟是怎样一种物质呢？其实在电影《2012》中，我们就曾见识过它的威力。由于太阳活动突然加剧，释放出大量中微子。中微子和地核发生反应，最终引发超级大海啸。陈和生院士也向我们介绍了这位“宇宙中的隐形人”。

陈和生：中微子是在30年代由一个奥地利的物理学家提出来的，但是一直到50年代才最终被确认存在，中微子的特点是它的质量非常微小，而且相互作用非常微弱。2003年3位物理学家得了诺贝尔奖，其中有两位都是研究中微子的。

我国的物理学家在这方面也开展了大量的研究，其中最突出的一个就是在深圳大亚湾核电站。我们和美国的科学家合作共同进行了大亚湾的反应堆中微子实验，我们相信对于粒子物理学新的突破很可能来自于我们对中微子的研究。

挑战爱因斯坦相对论为时尚早

面对物理学界这一不速之客，英国萨里大学学者帕特里克·里根表示，

里根：如果可以证明这一结论是正确的话，将是对我们现在所了解的物理学的一次革命性变革，我们所有教科书将需要重新编纂，而这一变革也将使粒子学应用方面有所改变。

而中科院高能物理研究所所长陈和生表示，科学的研究结果需要大量的科学实验来检验，现在说爱因斯坦相对论受到挑战还为时过早。

陈和生：关于中微子的速度的物理结果引起了全世界物理学家的重视，现在主要要做的事情是去深入地去研究实验，同时希望其他实验能够对这个结论进行检验，对实验的结果有更多的理解。目前我认为去下结论说这个实验的结果是挑战爱因斯坦的相对论，还为时尚早。

㈥ 什么是中微子

20世纪20年代末，科学家在研究β衰变（即原子核辐射出电子转变成另一种核）时，发现在这个过程中有一部分能量不知去向。这使科学家不胜困惑：在亚原子过程中，能量守恒定律是否还成立？1930年，当时年仅30岁的匈牙利物理学家泡利对能量守恒定律深信不疑，并以非凡的直觉预言：在此过程中，必定还有一种不带电的、质量极小的与物质相互作用极弱，以至于无法探测到的新粒子放出来，是它带走了那一部分能量。他把这种未知的粒子叫做“小中子”，就是现在说的“中微子”。

1942年，美国物理学家艾伦按照我国物理学家王淦昌提出的方法，首次通过实验间接证实了中微子的存在。

由于中微子与物质的相互作用很弱，要直接探测到中微子是非常困难的，连泡利本人也认为中微子也许永远测不到。然而，困难并不能阻碍科学的进展，在泡利提出中微子假说的26年之后，美国加利福尼亚大学雷尼斯教授等把400升醋酸镉水溶液作为靶液，放人新投人使用的核反应堆中（作中微子源），每小时测得2.8个中微子，与他的理论预测完全一致。雷尼斯也因此荣获1995年诺贝尔物理学奖。

现代宇宙学研究告诉我们，中微子的种类上限为3，即有3种中微子。除了上述发现的电子型中微子之外，还有μ型中微子（1962年发现）和τ型中微子（1975年发现），每一种中微子都有相同的反中微子。

中微子究竟有没有质量，是该研究领域中最引人注目的课题。20世纪70年代以前，人们普遍认为中微子的质量等于零。1980年，苏联理论与实验物理研究所宣布，经过10年的测试，得到中微子的质量在17～40电子伏之间，轰动了全球的物理学界。此后，世界上许多著名实验室纷纷采用不同的方法来测量和检验这个结果。我国原子能科学院的专家也在20世纪80年代中期开展了这项研究，并取得一定的成果。

2015年10月6日，诺贝尔物理学奖被授予日本科学家梶田隆章和加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳，以表彰他们通过中微子振荡发现中微子有质量这一研究。

当然，一个中微子是无足轻重的，但是，在我们这个宇宙中，中微子的数量极多，它充满在宇宙的每一个角落，平均每立方厘米就有300个左右，与光子差不多，比其他所有的粒子要多数十亿倍呢！所以，中微子整体对宇宙来说有举足轻重的作用。

另外，中微子还有一种本领，它能够在星球的内部畅行无阻，因此它可以把太阳、星球的内部信息带给我们。科学家还遐想利用中微子的这种特点，来做地球断层扫描，让埋在地球深处的奥秘一览无遗；还设想让中微子穿透地球传送信息，这样长距离通信就可以不要经过卫星和地面站兜圈子了。显然，当扑朔迷离的中微子一旦被人们完全认识后，它将会获得极其广泛的应用。

㈦ 中微子是如何被发现的

中微子是一门与粒子物理、核物理以及天体物理的基本问题息息相关的新兴分支科学，人类已经认识了中微子的许多性质及运动、变化规律，但是仍有许多谜团尚未解开。中微子的质量问题到底是怎么回事？中微子有没有磁矩？有没有右旋的中微子与左旋的反中微子？有没有重中微子？太阳中微子的强度有没有周期性变化？宇宙背景中微子怎样探测？它在暗物质中占什么地位？恒星内部、银河系核心、超新星爆发过程、类星体、极远处和极早期宇宙有什么奥秘？ 这些谜正点是将微观世界与宇观世界联系起来的重要环节。对中微子的研究不仅在高能物理和天体物理中具有重要意义，在我的日常生活中也有现实意义。人类认识客观世界的目的是为了更自觉地改造世界。我们应充分利用在研究中微子物理的过程中发展起来的实验技术和中间成果，使其转化成生产力造福人类，而中微子本身也有可能在21世纪得到应用。

㈧ 中微子是谁发现的

中微子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（小于电子的百万分之一），以接近光速运动。

粒子物理的研究结果表明，构成物质世界的最基本的粒子有12种，包括6种夸克（上、下、奇异、粲、底、顶），3种带电轻子（电子、缪子和陶子）和3种中微子（电子中微子，缪中微子和陶中微子）。中微子是1930年德国物理学家泡利为了解释贝塔衰变中能量似乎不守恒而提出的，五十年代才被实验观测到。

中微子只参与非常微弱的弱相互作用，具有最强的穿透力。穿越地球直径那么厚的物质，在100亿个中微子中只有一个会与物质发生反应，因此中微子的检测非常困难。正因为如此，在所有的基本粒子，人们对中微子了解最晚，也最少。实际上，大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生，例如核反应堆发电（核裂变）、太阳发光（核聚变）、天然放射性（贝塔衰变）、超新星爆发、宇宙射线等等。宇宙中充斥着大量的中微子，大部分为宇宙大爆炸的残留，大约为每立方厘米100个。

1998年，日本超级神岗实验以确凿的证据发现了中微子振荡现象，即一种中微子能够转换为另一种中微子。这间接证明了中微子具有微小的质量。此后，这一结果得到了许多实验的证实。中微子振荡尚未完全研究清楚，它不仅在微观世界最基本的规律中起着重要作用，而且与宇宙的起源与演化有关，例如宇宙中物质与反物质的不对称很有可能是由中微子造成。

由于探测技术的提高，人们可以观测到来自天体的中微子，导致了一种新的天文观测手段的产生。美国正在南极洲冰层中建造一个立方公里大的中微子天文望远镜——冰立方。法国、意大利、俄罗斯也分别在地中海和贝加尔湖中建造中微子天文望远镜。KamLAND观测到了来自地心的中微子，可以用来研究地球构造。

中微子有大量谜团尚未解开。首先它的质量尚未直接测到，大小未知；其次，它的反粒子是它自己还是另外一种粒子；第三，中微子振荡还有两个参数未测到，而这两个参数很可能与宇宙中反物质缺失之谜有关；第四，它有没有磁矩；等等。因此，中微子成了粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉与热点学科。

什么是中微子？
中微子个头小，不带电，可自由穿过地球，几乎不与任何物质发生作用，号称宇宙间的“隐身人”。科学家观测它颇费周折，从预言它的存在到发现它，用了10多年的时间。

要说中微子，就不得不提它的“老大哥”——原子基本组成之一的中子。中子在衰变成质子和电子（β衰变）时，能量会出现亏损。物理学上著名的哥本哈根学派鼻祖尼尔斯·玻尔据此认为，β衰变过程中能量守恒定律失效。

1931年春，国际核物理会议在罗马召开，当时世界最顶尖的核物理学家汇聚一堂，其中有海森堡、泡利、居里夫人等。泡利在会上提出，β衰变过程中能量守恒定律仍然是正确的，能量亏损的原因是因为中子作为一种大质量的中性粒子在衰变过程中变成了质子、电子和一种质量小的中性粒子，正是这种小质量粒子将能量带走了。泡利预言的这个窃走能量的“小偷”就是中微子。

2. 中微子简史

1930年，德国科学家泡利预言中微子的存在。
1956年，美国莱因斯和柯万在实验中直接观测到中微子，莱因斯获1995年诺贝尔奖。
1962年，美国莱德曼，舒瓦茨，斯坦伯格发现第二种中微子——缪中微子，获1988年诺贝尔奖。
1968年，美国戴维斯发现太阳中微子失踪，获2002年诺贝尔奖。
1985年，日本神岗实验和美国IMB实验发现大气中微子反常现象。
1987年，日本神岗实验和美国IMB实验观测到超新星中微子。日本小柴昌俊获2002年诺贝尔奖。
1989年，欧洲核子研究中心证明存在且只存在三种中微子。
1995年，美国LSND实验发现可能存在第四种中微子——隋性中微子。
1998年，日本超级神岗实验以确凿证据发现中微子振荡现象。
2000年，美国费米实验室发现第三种中微子，陶中微子。
2001年，加拿大SNO实验证实失踪的太阳中微子转换成了其它中微子。
2002年，日本KamLAND实验用反应堆证实太阳中微子振荡。
2003年，日本K2K实验用加速器证实大气中微子振荡。
2006年，美国MINOS实验进一步用加速器证实大气中微子振荡。
2007年，美国费米实验室MiniBooNE实验否定了LSND实验的结果。

3. 大亚湾反应堆中微子实验

中微子是当前粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉前沿学科，本身性质也有大量谜团尚未解开。在这一领域，大部分成绩均为日本和美国取得。1942年，我国科学家王淦昌提出利用轨道电子俘获检测中微子的可行方案，美国人艾伦成功地用这种方法证明了中微子的存在。80年代，中国原子能科学研究院进行了中微子静止质量的测量，证明电子反中微子的静止质量在30电子伏特以下。

中微子振荡研究的下一步发展，首先必须利用核反应堆精确测量中微子混合角theta13。位于中国深圳的大亚湾核电站具有得天独厚的地理条件，是世界上进行这一测量的最佳地点。由中国科学院高能物理研究所领导的大亚湾反应堆中微子实验于2006年正式启动，联合了国内十多家研究所和大学，美国十多家国家实验室和大学，以及中国香港、中国台湾、俄罗斯、捷克的研究机构。实验总投资约3亿元人民币，预期2010年建成。它的建成运行将使中国在中微子研究中占据重要的国际地位。

中微子具有质量，这是很早就提出过的物理概念。但是人类对于中微子的性质的研究还是非常有限的。我们至今不是非常确定地知道：几种中微子是同一种实物粒子的不同表现，还是不同性质的几种物质粒子，或者是同一种粒子组成的差别相当微小的具有不同质量的粒子。

我们相信，随着人类认识的深化，科学技术的发展，中微子之谜终究是会被攻破的。

㈨ 中子探测能谱解谱中 道数与能量怎样转换

1. 中微子简介 中微子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（小于电子的百万分之一），以接近光速运动。 粒子物理的研究结果表明，构成物质世界的最基本的粒子有12种，包括6种夸克（上、下、奇异、粲、底、顶），3种带电轻子（电子、缪子和陶子）和3种中微子（电子中微子，缪中微子和陶中微子）。中微子是1930年德国物理学家泡利为了解释贝塔衰变中能量似乎不守恒而提出的，五十年代才被实验观测到。 中微子只参与非常微弱的弱相互作用，具有最强的穿透力。穿越地球直径那么厚的物质，在100亿个中微子中只有一个会与物质发生反应，因此中微子的检测非常困难。正因为如此，在所有的基本粒子，人们对中微子了解最晚，也最少。实际上，大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生，例如核反应堆发电（核裂变）、太阳发光（核聚变）、天然放射性（贝塔衰变）、超新星爆发、宇宙射线等等。宇宙中充斥着大量的中微子，大部分为宇宙大爆炸的残留，大约为每立方厘米100个。 1998年，日本超级神岗实验以确凿的证据发现了中微子振荡现象，即一种中微子能够转换为另一种中微子。这间接证明了中微子具有微小的质量。此后，这一结果得到了许多实验的证实。中微子振荡尚未完全研究清楚，它不仅在微观世界最基本的规律中起着重要作用，而且与宇宙的起源与演化有关，例如宇宙中物质与反物质的不对称很有可能是由中微子造成。 由于探测技术的提高，人们可以观测到来自天体的中微子，导致了一种新的天文观测手段的产生。美国正在南极洲冰层中建造一个立方公里大的中微子天文望远镜——冰立方。法国、意大利、俄罗斯也分别在地中海和贝加尔湖中建造中微子天文望远镜。KamLAND观测到了来自地心的中微子，可以用来研究地球构造。 中微子有大量谜团尚未解开。首先它的质量尚未直接测到，大小未知；其次，它的反粒子是它自己还是另外一种粒子；第三，中微子振荡还有两个参数未测到，而这两个参数很可能与宇宙中反物质缺失之谜有关；第四，它有没有磁矩；等等。因此，中微子成了粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉与热点学科。 什么是中微子？中微子个头小，不带电，可自由穿过地球，几乎不与任何物质发生作用，号称宇宙间的“隐身人”。科学家观测它颇费周折，从预言它的存在到发现它，用了10多年的时间。 要说中微子，就不得不提它的“老大哥”——原子基本组成之一的中子。中子在衰变成质子和电子（β衰变）时，能量会出现亏损。物理学上著名的哥本哈根学派鼻祖尼尔斯·玻尔据此认为，β衰变过程中能量守恒定律失效。 1931年春，国际核物理会议在罗马召开，当时世界最顶尖的核物理学家汇聚一堂，其中有海森堡、泡利、居里夫人等。泡利在会上提出，β衰变过程中能量守恒定律仍然是正确的，能量亏损的原因是因为中子作为一种大质量的中性粒子在衰变过程中变成了质子、电子和一种质量小的中性粒子，正是这种小质量粒子将能量带走了。泡利预言的这个窃走能量的“小偷”就是中微子。 2. 中微子简史 1930年，德国科学家泡利预言中微子的存在。 1956年，美国莱因斯和柯万在实验中直接观测到中微子，莱因斯获1995年诺贝尔奖。 1962年，美国莱德曼，舒瓦茨，斯坦伯格发现第二种中微子——缪中微子，获1988年诺贝尔奖。 1968年，美国戴维斯发现太阳中微子失踪，获2002年诺贝尔奖。 1985年，日本神岗实验和美国IMB实验发现大气中微子反常现象。 1987年，日本神岗实验和美国IMB实验观测到超新星中微子。日本小柴昌俊获2002年诺贝尔奖。 1989年，欧洲核子研究中心证明存在且只存在三种中微子。 1995年，美国LSND实验发现可能存在第四种中微子——隋性中微子。 1998年，日本超级神岗实验以确凿证据发现中微子振荡现象。 2000年，美国费米实验室发现第三种中微子，陶中微子。 2001年，加拿大SNO实验证实失踪的太阳中微子转换成了其它中微子。 2002年，日本KamLAND实验用反应堆证实太阳中微子振荡。 2003年，日本K2K实验用加速器证实大气中微子振荡。 2006年，美国MINOS实验进一步用加速器证实大气中微子振荡。 2007年，美国费米实验室MiniBooNE实验否定了LSND实验的结果。 3. 大亚湾反应堆中微子实验 中微子是当前粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉前沿学科，本身性质也有大量谜团尚未解开。在这一领域，大部分成绩均为日本和美国取得。1942年，我国科学家王淦昌提出利用轨道电子俘获检测中微子的可行方案，美国人艾伦成功地用这种方法证明了中微子的存在。80年代，中国原子能科学研究院进行了中微子静止质量的测量，证明电子反中微子的静止质量在30电子伏特以下。 中微子振荡研究的下一步发展，首先必须利用核反应堆精确测量中微子混合角theta13。位于中国深圳的大亚湾核电站具有得天独厚的地理条件，是世界上进行这一测量的最佳地点。由中国科学院高能物理研究所领导的大亚湾反应堆中微子实验于2006年正式启动，联合了国内十多家研究所和大学，美国十多家国家实验室和大学，以及中国香港、中国台湾、俄罗斯、捷克的研究机构。实验总投资约3亿元人民币，预期2011年建成。它的建成运行将使中国在中微子研究中占据重要的国际地位。 中微子具有质量，这是很早就提出过的物理概念。但是人类对于中微子的性质的研究还是非常有限的。我们至今不是非常确定地知道：几种中微子是同一种实物粒子的不同表现，还是不同性质的几种物质粒子，或者是同一种粒子组成的差别相当微小的具有不同质量的粒子。 我的看法是，可能几种中微子还是同一种物质组成的具有不同能量状态和质量的实物粒子，他们肯定地有质量。如果是这样的话，中微子应该存在不同速度的多种能谱型，从零到最大能量容量都有存在。目前这方面的研究还相当有限，这也是中微子难以捉摸的性质所造成的。 An.Lee的看法可能更加激进一点，但可能是非常正确的。他认为，中微子就是由正负电子结合的产物。他归纳说：正负电子可组成为一正一负两个自绕一组的稳定结构，也可以两对正负电子组成四个一组具有相互传递缠绕的稳定结构，还可以组成为六个一组的具有立体空间相互缠绕的稳定结构。他认为，中微子的正负电子学说推导出中微子应当具有基本三种类型，这和我们实际中探测到的三种中微子（电子中微子、μ中微子和τ中微子）是完全一致的。他说，中微子的正负电子学说可以通过中微子相互碰撞和正负电子零速度下飘逸实验来证实。他表示，物理学世界及其研究还要以正负电子作为基点来考虑才行。 按照这个思路，中微子的质量至少应当是三种情况，即两倍电子的质量2me，4me，6me 中微子的质量可能关系到宇宙平衡。宇宙中如果弥漫这种东西，而且是相对比较一致的，那么我们的宇宙就是一个均衡态的宇宙。光的传递可能是需要中微子作用的，只是我们觉察不到。关于中微子磁性的研究可能是揭开“光传递是否需要依靠媒质”最为关键的问题。然而，中微子的性质决定了研究它的复杂性和十分艰难。 如果说世界上的所有物质都是由正负电子组成的，证实了这一点，也就意味着我们找到了组成一切物质的原点物质。这个物理模型确实非常有趣。如果他的这个理论是正确的话，那意味着物理学将发生最为本质的变革。 我们相信，随着人类认识的深化，科学技术的发展，中微子之谜终究是会被攻破的。 编辑词条 开放分类：物理、基本粒子、核物理、宇宙学、粒子物理 参考资料： 1.大亚湾反应堆中微子实验 贡献者： apple841018、xug5350、l1332000、翼壬、fjd0105、 冷月痴情、蝼蚁吃月饼、量子物理学家、landw169、caoj73、 小松博客、wqygiop、海量不多喝、wangpijie、xztlsy、弦之月NONO、 高楼居士、天魔龙、景观美 本词条在以下词条中被提及：超新星、引力坍缩、诺贝尔物理学奖、暗物质、白洞、宇宙大爆炸、弦论、欧洲核子中心、大爆炸宇宙论、贝塔粒子、物理宇宙学、中微子天文望远镜、夸克模型、核衰变、宇宙线、热核聚变双循环模式、雷蒙德·戴维斯、质子、中性粒子、莱德曼、马丁·佩尔、威耳孙D．T．R． 日暮戈薇11111E2！