中微子研究历来多受到诺贝尔奖青睐

萨德伯里实验室 图片版权 Science Photo Library
Image caption 发现中微子存在不同“味”的加拿大萨德伯里地下实验室

2015年诺贝尔物理学奖分别授予发现中微子可以在不同的“味”之间变形的加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳(Arthur McDonald),以及观测到在大气中震荡的中微子证明其质量不为零的日本东京大学宇宙射线研究所所长梶田隆章(Takaaki Kajita)。

中微子(意大利语:Neutrino,字面意义为“微小的中性粒子”),是轻子的一种; 有关中微子的发现与研究历史上已经多次赢得诺贝尔物理奖。

获奖历史

1930年,奥地利物理学家鲍利(Wolfgan Pauli)首先提出存在微中子的假设。 1956年,美国科学家克莱德·科温(Clyde Cowan Jr)和弗雷德里克·莱因斯(Frederick Reines)利用核反应堆产物的β衰变产生反微中子,观测到了微中子诱发反应,第一次从实验中得到微中子存在的证据。他们的发现数十年后荣获1995年的诺贝尔物理学奖。

1962年,美国布鲁克海文国家实验室的物理学家利昂·莱德曼(Leon Lederman)等人发现微中子有“味”的属性,证实了μ微中子和电微中子是不同的微中子;他们因此获得1988年的诺贝尔物理学奖。

2002年,美国科学家雷蒙德·戴维斯(Raymond Davis Jr)和日本科学家小柴昌俊(Masatoshi Koshiba)因在微中子天文学的开创性贡献而获得诺贝尔物理学奖。

加拿大金斯敦大学的阿瑟·麦克唐纳和日本东京大学宇宙线研究所教授梶田隆章分别因发现中微子在不同“味”之间变形和观测到大气中微子的震荡现象,得知其具有不为零的质量,获得2015年诺贝尔物理学奖。

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Image caption 梶田隆章和麦克唐纳

变形“变味”

当代科学界普遍认为,中微子有三种类型或者“味”:电子中微子、μ中微子和τ中微子。

据介绍,中子衰变时,会变成一个质子,一个电子和一个反电子中微子;原子核内部的质子衰变时,则会变成一个中子,一个正电子和一个电子中微子。因此,中微子在日常生活中几乎无处不在,是宇宙间存在最广泛的一种基本粒子。

长期以来,科学家们曾一直不相信中微子能改变类型,但始终坚信,中微子振荡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由此造成。

(撰文:晧宇/责编:路西)

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