中微子为何这么神奇

一九一四年，英国物理学家查微课发现了一件很奇怪的事情，他发现贝塔衰变过程中会有一部分能量莫名其妙的消失，这点能量本身微不足道，但他触动了人类认识世界的根本规律。能量守恒定律。 这个问题一直困扰着物理学家波尔，甚至认为能让守恒定律是不正确的。 为了解决这一问题，奥地利物理学家炮力提出了中子甲，说他认为贝塔衰变产生电子的同时也会产生中子，而丢掉的那部分能量就是被中子带走的。 一九三二年，真正的中子被人们发现，于是费米将泡粒的中子命名为中微子。根据泡粒的理论，由于中微子 不带电，且质量极小，很难与其他物质发生作用，这种性质决定了验证中微子是一件几乎不可能的任务，因此，中微子也被称为幽灵粒子。 但是多大的障碍也阻挡不了天才的脚步。炮力提出了一个能够检验中微子的方法，那就是从原子合里辐射出的杯台粒子和中微子的能量总和应该有一个明晰的上限。 同年，在德国留学的中国物理学家王干昌用自制的技术器精确的测定了雷辐射的贝塔能谱， 证实了炮力预言的那个明夕的上限，从而间接的证明了中微子的存在。一九五六年，美国物理学家莱茵斯和科万在核反应堆中直 接观测到了中微子，莱因斯因此荣获一九九五年诺贝尔奖。事实上，地球上最大的中微子来源并非人造和反应堆，而是太阳。 据计算，在地球一平方厘米的表面上，每秒就会落下约六百亿个来自太阳的中微子，但它几乎不会跟任何物质发生作用。 实验证明，一个中微子要穿过约一千亿个地球，才可能与其中的一个原子核发生碰撞。 二十世纪六十年代，美国物理学家做了一个长达二十五年的实验，这个实验的目的就是检测太阳产生的中微子。科学家在一个深达一千五百米的矿井中安装了一个储液罐，储液罐中挂满了四百方的四滤 玉溪溶液。当绿三七原子核被太阳中微子击中时，会变为亚三七，所以只需要检测储液罐中有多少亚三七，即可知道储液罐吸收了多少中微子。 从理论上来说，除去其他来源的中微子，每年应该可以补货到一百八十个左右太阳产生的中微子。 为了得到足够精确的可靠数据，这个实验进行了二十五年。然而，令科学家吃惊的是，实验记录的中微子数只有理论值的三分之一，另外三分之二的中微子不知去向。这就是著名的太阳中微子失踪之谜。 为此，科学家甚至尝试修改太阳的理论模型。后来，科学家发现中微子存在三种味道及电 子中微子、谬中微子和套中微子。在中微子从太阳到地球飞行的八分钟时间里，他不厌其烦的在三种不同的味道之间反复变化及中微子震荡。而物理学家之前认识并探测的中微子只是其中的电子中微子。 在基本粒子标准模型中，中微子的质量被假设为零。然而，中微子震荡现象说明了中微子的质量虽小，却不为零，这也意味着中微子的运行速度小于光速。 中微子是人类了解最晚也是了解最少的基本例子，大量谜团的包装让他神秘无比， 迄今为止，他的质量值仍未被测到。一般例子与他的反例子所带电鹤政府相 相反，而中微子不带电，所以他的反例子是他自己，还是有另外一种例子不得而知。 另外，中微子震荡还有两个参数没有测到，而这两个参数可能与宇宙中反物质缺失之谜有关。

中微子到底存在吗？其实这个问题很简单，但依旧有很多人不明白。在解释中微子之前，我先不告诉你什么是中微子，因为那根本不重要。我先告诉你另外一个东西， 粒子物理有两个根本，这两个根本决定了一整座粒子物理的大厦。是哪两个根本呢？能量守恒和数学逻辑？ 粒子物理是建立在能量守恒这种决定论上的科学说白了就是必然因果关系， 只要知道起因，就能推断出结果。只要知道一颗粒子的动量和位置，就能准确预测它的未来。发现微观粒子的过程并不是客观发现，而是通过能量守恒为前提，通过数学运算在纸上证明的。但是能量真 的守恒吗？越来越多的现象证明，无论是线性系统还是复杂系统，能量并不守恒，初始条件的一点点变化就会导致结果的巨大差异，更别说初始条件也不可能完全一致。 所以这几年的诺奖拼命发给量子力学和混沌理论，就是因为这两个理论，它更加符合客观存在。 别说中杯子了，就连电子和光子这两种最基本的粒子，他也是通过计算发现的。粒子物理的六十多种基本粒子全部来自数学计算。之前我就说过，数学是逻辑艺术，艺术只能内卷，它并不是客观法则。 大多数例子的发现，要么是运算与实际不符，为了能量守恒，科学家意想出来的， 要么是发现了解释不了的现象，为了能够解释科学家发明出来的。所以，中微子到底存在吗？你先证明电子存在吧，如果电子不存在，以他为基础的其他粒子也不存在， 这其中就包括了中杯子。那是不是量子力学和混沌理论就真的对了呢？下个视频我们聊聊混沌理论，或许他也是错的，下课。

连着说了好几期中微子，发现个问题，好像这个中微子到底是啥，他怎么来的，让我给漏了，那导致很多小伙伴听了好几集还是蒙圈的。那今天咱们就从这个中微子他是怎么发现的开始说 那了解了他的发现过程。这个中微子他到底是怎么回事，大家基本上就清楚了。那二十世纪初，有一堆科学家在研究核反应的时候，发现了一个问题， 就是这个核反应在他的这个反应过程当中，有一部分质量消失不见了，那也就是说反应之后变轻了，不符合质量守恒定律。 那很多经常刷我们这些知识博主的朋友肯定会问，那质量消失有啥可奇怪的呢？那这些质量他变成能量了呀？那原子弹他 这个能量不就是这么来的吗？又不是凭空消失的人，爱因斯坦早就给算出来了，但是就算是算上这些能量，把这些能量再变回质量加在一起，还是不够数，还是缺失了一部分， 那这事要是整不明白的话，质量守恒这个定律他就危险了。那这时候有叫泡力的小伙子提出了一个说法，他说之所以不够数，是因为核反应的时候产生了一种我们以前不知道的微小的例子。 那这种粒子他中性不带电，跟谁都不会发生相互作用，而且特别小，穿透力很强，来无影去无踪，所以我们探测不到他，所以在当初计算的时候，我们把它给漏， 那缺的这部分质量就是这种中性又微小的粒子，也就是我们后来所说的中微子。 那他这个说法一提出来，大家就怒了，那探测不到，那就是没法证明啊。你不能证明的说法，那你说出来等于没说啊。你说有条狗跑出来从马路中间穿过去了，那结果这个狗他不发光，也不反光，没有气流，没有脚印，也没让车给撞了。 那你就说有条狗穿过去了，谁信呢？那要不然人家管你叫炮力啊。你这个满嘴放炮的本事确实是厉害，那简直就是神翻译。哈哈哈，那炮力也觉得自己也挺不好意思的。 那没法检测，你说我说他干嘛呀？那太有失科学家的身份了。那结果没想到 二十六年后，也就是一九五六年，美国有俩科学家弄了个装置，在这个核电站的这个核反应堆旁边，真的就检测到了中微子，因为中微子是核反应放出来的吗？所以在那个旁边，他这个密度肯定也是很大的。 小狗虽然说是透明的，那跑过去我们发现不了，但是穿马路的小狗太多了，总会有一两只他被他会被车子给撞到，这一撞就被科学家给发现了，但是这俩科学家他还不太自信，怕弄错了， 于是他们打算把这个核电站的反应堆给停了，再反向验证一下结果到底是不是准确的。那炮力知道这个信之后就吓坏了，因为反应堆这个东西停掉再重启 的话，那个损失是非常巨大的。那就为了我这么一句话，人家付出这么大代价，这要是证明我说的不对，他们让我赔可怎么办？就算是不让我赔，也得把我给骂死。那经过停反应堆这种反向证明之后，最终的结论是 何？反应就是能释放出中微子，炮力是对的，那于是一种全新的基本粒子就正式被确立了。 那这种中微子不光是微观层面有意义，那宏观层面因为他是合反应放出来的，那我们的太阳，还有天上数不清的恒星，就是一个一个的大号的反应堆， 都能释放出中微子。也就是说我们除了光之外，又多了一个研究宇宙天体的手段。那炮力知道这个结果 之后就抖起来了。怎么样，让你们说我胡说八道，满嘴放炮也是对的，看你们谁还敢不服。 那幸亏中微子是在一九五六年被证实存在的，如果再晚两年，炮力先生就没法得到这个好消息了。

arthur b mcdonald yfang wang kimbui 二零一五年十一月九日，美国加州盛和赛被誉为科学界的奥斯卡的科学突破奖正在此颁奖。 the press to the secrets of nutritionals is not finished yet and many more mystery yet to be discovered please join us， thank you。 中国科学院高能物理研究所的所长王一方院士因大压班中微子实验对中微子震荡参数的测量而荣获基础物理学突破奖，这是首位中国科学家获此大奖。实际上，中 微子一共有三种，而且三种中微子可以相互转换，这个现象被称之为中微子震荡。中微子发生转换的概率与两个参数有关，一个是质量的平方差， 决定了震荡频率的大小。另一个是混合角，决定了概率变化幅度。为了测量第一种和第三种中微子的混合角，二零零七年，我国开始建设大压弯反应堆中微子实验。 它坐落在广东深圳的大亚湾核电站附近，有两个靠近反应堆的近探测器，以及一个远离反应堆的远探测器。 二零一二年三月，大亚湾实验率先找到了第三种震荡模式存在的证据，并精确测量了混合角 cte 三的大小。接下来，测量三种中微子的质量顺序就成为了中微子研究的 下一个焦点。为此，中国科学院高能物理研究所又建设了江门重微子实验。江门重微子实验位于广东省江门市，距离阳江和台山反应堆群约五十三公里，并位于地下七百米，以此屏蔽宇宙线的干扰。 江门周围子的探测器非常大，直径有三十五点四米，由钢架与有机玻璃构成外层壳体内部可以容纳两万吨液体闪烁体 反应堆产生的反电子。中微子进入夜闪，被其中的质子捕获，释放一个正电子和中子。正电子很快就会与周围的电子发生湮灭反应，释放出两个光子。 而中子经过一段时间后，则会被夜闪中的质子捕获，随后会释放多个光子。这种一快一慢的光信号组合， 就是中微子被捕获的特征信号。 捕捉光子的任务则是由光电倍增管来完成的，他们非常灵敏，即使微弱了单光子，也无法逃过他们的法眼。光电倍增管可以把捕捉到的光子转换成电信号，然后送入到计算机中分析，以确定中微子的性质。 江门中微子实验装置的核心零件就是光电倍增管，这里总共用了四点五万个光电倍增管，布满整个探测器壳体外侧。用这样的装置，通过六年的实验，大概能捕捉到十万个中微子。 二零一二年三月八日，王一方院士宣布了大亚湾中微子实验的成果，这一成果随后入选美国科学杂志二零一二年度全球十大科学， 被评价为中国本土迄今为止最重要的物理学成果。而如今，测量精度更高的江门中卫子实验已经蓄势待发，未来这里必将再次取得引领世界的成果。