何谓“中微子”

　　何谓“中微子”

　　根据现代粒子物理的认识，构成物质世界的最基本粒子为12种费米子（fermion），中微子是目前人类所知的“建造”物质世界的最小“砖块”、最基本的粒子之一。像太阳这一类恒星内部的核反应、超新星爆发时质子和电子合并成中子的过程、宇宙射线与地球大气层的撞击、核反应堆的运行，以及地球上岩石等各种物质的衰变，都能产生中微子。每秒钟，都有几万亿个中微子自由地穿过人体。

　　但是由于中微子穿透力极强，而且几乎不与其他物质发生相互作用，很难被探测到，它也是基本粒子中人类所知最少的一种。提出中微子存在假设的奥地利物理学家沃尔夫冈·泡利甚至说：“我预言了一种永远找不到的粒子。”因此它又被称之为“幽灵粒子”，在它的“身上”有大量未解之谜，包括它的质量大小和起源、磁矩、混合参数θ13和电荷-宇称对称性破坏（即CP破坏）相角的大小等等。它甚至可能与宇宙中的反物质消失之谜有关。揭开它的神秘面纱，将改变人类对物质的认识，了解宇宙演变的诸多秘密。故此，对中微子的研究已远远超出了粒子物理的范畴，是粒子物理、天体物理、宇宙学、地球科学的交叉与热点学科。

　　继1930年泡利提出中微子存在假说后，意大利物理学家费米进一步发展了这一假说，建立了β衰变理论，并把“带走能量”的这种中性粒子正式命名为中微子（neutrino）。但直到26年后的1956年，科学家才首次观测到这种神秘粒子的存在。由于其“行踪”诡秘，所以对中微子的每一点深入了解，几乎都会引起物理学界的轰动。

　　科学研究证明，物质世界中共有三种中微子，它在最微观的粒子物理规律和最宏观的宇宙起源与演化中起着十分重大的作用。中微子不带电、质量极其微小。它在以光速飞行的过程中会从一种类型转变成另一种类型，这种现象被科学家们称为“中微子振荡”。获得2002年诺贝尔物理学奖的日本科学家小柴昌俊和美国科学家戴维斯通过实验分别发现了大气中微子和太阳中微子振荡，并测出了θ23与θ12，而代表第三种振荡模式的θ13则一直没有测到。精确测量θ13成为国际上中微子研究的热点。

　　中科院高能所所长、大亚湾中微子实验首席科学家、项目工程负责人王贻芳向本刊记者解释，所谓“第三种振荡模式”，是中微子最后一个未被破解的振荡模式，即最后一个未知的混合角，其数值的大小决定了未来中微子物理研究的方向。□