中微子失踪案

科学家对研究课题的探讨总是没有止境的。虽然核反应理论已经得到了科学界的公认，提出太阳能源学说的贝特也获得了诺贝尔奖金，可是要揭开太阳的奥秘还有许多问题要搞清楚，比如太阳是由些什么元素组成的？它上面的物理状态（温度、压力等）怎么样？”……这些问题对于地面上的物体来说，是很简单的，到实验室里测量、化验一下就解决了。而我们要了解的是在15000万千米之外的太阳！用什么办法寻求答案呢？

太阳的真面貌将更深入更全面地层现在人们面前，它将被更多更好地用来造福于人类。

19世纪末，物理学家发现铀和镭等元素能够自动衰变。在衰变过程中，放射出3种射线，其中有1种射线，叫做p射线。它是一种带负电的高速飞行的电子流。

起初，人们认为在原子核的衰变过程中，原子核发射出一个电子，并且转变成另一种原子核。但是，当人们对衰变前后的原子核进行精密测量并且对能量加以对比之后，发现发射出的电子所携带的能量少于原子核释放出来的能量。就是说，原子核在衰变过程中有一小部分的能量丢失了。

为了寻找遗失的这部分能量，人们进行了实验和研究。到1931年，奥地利物理学家泡利提出一个大胆的设想。他，认为在晾变过程中，原子核除了发射出一个电子以外，可能还发射出一种我们很难察觉到的，还不认识的粒子。他根据衰变理论，认为这种未知的粒子具有奇妙的性质，就是它不带电，显中性，质量微小，不跟周围物质发生作用，它不愿意“显露”自己，所以人们无法观测到它们。

泡利的设想提出后不久，意大利物理学家费米把这种未知的粒子命名为“中微子”，意思是中性的小家伙。

这个假说提出以后，许多科学家就设法寻找这种粒子。寻找中微子是很不容易的，科学家们花了将近20年的时间，想了许多办法，在50年代总算找到了中微子。

在地球上找到了中微子，使天文学家联想到了太阳。人们认为太阳上时刻发生着由氢聚变为氦的核反应，那么一定会发射大量的中微子。

我们知道，现阶段太阳内部主要的核反应是4个氢原子核聚变合成1个氦原子核。经过一次聚变反应之后，质量损失了。损失的质量转化为能量，于是发出巨大的光和热。科学家认为，中微子就是这种反应中必然会产生的一个副产品。天文学家根据理论，可以算出太阳内部每秒钟产生2000亿亿亿亿亿个中微子。这是一个多么巨大的数字啊！

这么大量的太阳中微子穿透太阳大气和太阳到地球之间的空间，来到地球上，铺天盖地地洒向人间。据估计，来到每指甲盖大小的地面上的中微子有几百亿个。

为了寻找来到人间的太阳中微子，科学家想了许多办法。直到1968年，美国科学家戴维斯等人在美国南达科达州的一个深1500米的金矿里做了一次实验，才找到太阳中微子。戴维斯等人在金矿里放了一个很大的钢箱，里面装了38万公升的四氯化二碳溶液，用四氯化二碳来诱捕中微子。当太阳中微子穿过钢箱的时候，就会使一个原子量为37的氯原子在一个中微子的打击下变成一个同样原子量的氩原子，并且放出一个电子。氩是一种不稳定的放射性元素，它会不断地衰变。用计数器可以测出核反应以后产生了多少氩原子，这样可以反算出中微子的数量。

捕获中微子的办法总算找到了，可是实验的结果却使科学家大吃一惊，引起了一场争论。实际找到的中微子数量远远少于估计能抓到的数量。本来预计用这个方法每天能捕获一个中微子，实际上5天也捉不到1个。在反复研究测量技术之后，科学家断定确实有大量的中微子失踪了。

大量的中微子哪儿去了呢？经过反复检查，有些科学家认为，中微子失踪既然不是因为计量的方法和仪器的误差造成的，那么可能是现有的一些理论有漏洞，应当对一些理论加以检查。

科学家对现有的一些理论的来龙去脉进行了详细检查，发现这些理论确实值得怀疑。

有人认为目前人们对太阳的结构和物质状态的认识，并不是无懈可击。目前人们对太阳内部的一些认识，主要是利用外部太阳大气的一些数据，用理论方法计算出来的。如果修正—下人们原有的认识，修改一下标准太阳模型；如果假定太阳内部的重元素比我们原来想象的少一些，太阳内部有一个数值达10万万高斯的强磁场，太阳内部的自转比外部快得多，那么算出来的太阳内部的温度要比原来计算的偏低一些，这样计算出来的太阳中微子的理论值就大大减少，跟观测值相近。甚至有人认为原先的太阳产生能量的理论完全不对，太阳内部进行着另一种方式的核反应，那种新的核反应所产生的中微子并不多。

还有一些人认为中微子失踪的原因是太阳能量的产生时而剧烈，时而平静。中微子从太阳到地球只要几分钟，它告诉我们的是几分钟前太阳内部的情况；而太阳辐射能量是经过几千万年从太阳内部传到表面的，所以太阳辐射告诉我们的是几千万年前太阳内部的情况。他们认为目前太阳能量的产生正处在平静阶段，太阳中微子并不多。可是我们关于中微子数量的计算，是根据几千万年前从太阳内部出来到达太阳外部的情况来计算的，而几千万年前正当太阳能量的产生处于剧烈时期。这样算出来的中微子数量当然跟目前产生的数量大不一样了。

另一些人却怀疑人们对中微子的一些现有的认识。他们认为，中微子并不是人们所想象的不跟其他物质打交道。它从太阳中心出来，穿过太阳大气，经过日地空间的时候，可能发生了衰变，变成其他粒子，因而我们找不到它。

上面3种看法对天文学家和原子物理学家都是一个挑。战。要么让天文学家去思考，怎样修改标准的太阳理论模型；要么让原子物理学家去思考，检查一下核反应理论有没有差错。现在人们还不能轻易地下结论；不能肯定谁是谁非。因而太阳中微子失踪一案，在科学上还是个谜。

科学上矛盾的发现往往是科学发展的起点。科学上的难点促使人们去思考，去探索，应当说是一件大好事。太阳中微子之谜一旦被人们揭开，人们就会抛弃一些陈旧的观点，引导出崭新的理论。

太阳不过是一颗平凡的恒星，天上千千万万颗恒星都是中微子发射源。一些超新星以及演化到晚期的恒星也都是强大的中微子发射源。而中微子是人们研究天体结构、能量平衡、演化途径的必不可少的助手，因而解开太阳中微子之谜具有十分广泛的意义。虽然要解开太阳中微子失踪之谜还需要一段时间，需要付出辛勤的劳动，但是人们仍然十分重视它。目前，已经形成天文学的一个新分支——中微子天文学。我们相信，中微子天文学今后将获得丰富的成果。