包邮小宇宙:物质深层结构之谜

　　《青少年科学素质教育丛书·小宇宙：物质深层结构之谜》：　　正在科学家们迷惑不解的时候，被人们誉为“思想巨人”的物理学家泡利，提出了中微子假说。考虑到在中子衰变过程中，电荷的总数并没有减少，他认为或许有一种不带电的粒子，随同电子一起被放射出来，那么能量就没有减少。后来，费米在泡利中微子假说的基础上，通过计算，认为中微子的质量应该为零，即使有质量，也比电子还小得多。电子的质量本来就很小，大约是质子的两千分之一，可见中微子即使有质量，也微乎其微。　　如何找到中微子，并证明它确实存在呢？当时这个问题很不好回答，连泡利本人也心中无数。泡利觉得，这个新粒子，也许永远不会被观察到，他的这个假说可能永远都只能是假说，没法证实。　　事实上，寻找中微子确实是一件相当困难的事。由于中微子不带电，穿透能力极强，又不容易和其他物质发生反应，因此，要想找到它确实不容易。举个例子说，中微子就像一个性格极为孤僻的人，不愿意和任何人交往，你要是想和他说两句话，他才懒得理你，就算你伸出双手抓住他，他也像传说中的鬼魂一样，轻轻地就从你的身上穿过了，你根本没法阻挡他。　　我们再把太阳内部向外辐射的高能光子和中微子作比较，高能光子非常活跃，喜欢社交，老是跟这个碰一下，那个撞一下，这样一路磕磕绊绊地出来，即使有幸能飞出太阳到达地球，也需要上百万年的时间；而中微子却是另一副模样，它冷若冰霜，独来独往，谁都不答理，径直向地球飞去，只要8分钟它就到了地球。不仅如此，中微子到了地球，那么厚的地球它也视若无睹，照走不误，比《聊斋志异》中的会穿墙术的道士还厉害。假如有1000个中微子穿过地球，也只有1个中微子会与地球物质发生相互作用。可见，要想在实验上探测到中微子的确很难。　　直到20世纪50年代以后，美国物理学家莱因斯和柯万等人才在实验室中发现中微子。后来，美国哥伦比亚大学的莱德曼等人，用粒子加速器轰炸产生了中微子，并且发现中微子有不同的类型，就像人有黄种人、白种人一样。　　不论是当初泡利的理论还是*近的理论，都是把中微子当作像光子那样没有静止质量的微粒来处理的。然而，有些自然现象表明，中微子可能有微小的质量。有些科学家就认为中微子与宇宙中的暗物质密切相关。大爆炸宇宙模型预言，这种暗物质的质量占整个宇宙质量的90%，而且预言暗物质中的30%可能是带质量的中微子。宇宙学还预言，大爆炸遗留下来的中微子，大约和光子一样多，相当于质子和中子总数的10亿倍甚至100亿倍。尽管单个中微子的质量很小，但只要它们的质量不为零，很多中微子的质量加起来应该是能探测到的。因为宇宙非常大，中微子的数量又相当多。可见，中微子到底有没有质量，是事关宇宙质量来源的一大奥秘，也是物理学中*重要的问题之一。　　正是这种探索宇宙奥秘的兴趣和动力，激励着一代又一代的科学家去研究中微子的质量问题。然而这种来无影去无踪，比传说中的鬼魂还神秘莫测的粒子，要想捉住它们并且称出其有多重，太难了！但是科学家们却以无比的耐心来做这件事，希望能从中微子身上窥见宇宙起源的奥秘。　　……