第644章 中微子
“什么都看不见，也不看其他，我们来学习如何？”
刚刚从睡梦中清醒的李思特，看着其他各怀鬼胎的他们问道。
“下午的时候说太阳，现在你想说什么？”
楚云倚在座位上，斜眼看着李思特说道。
“比如中微子。”
李思特说道。
“你不是学习人工智能的吗？这中微子也是物理，你人工智能数学一定要好的啊。”
楚云说道。
“当然知道一点，但更想知道有关它的历史相关。”
李思特特别看着虚妄和五号说道。
“中微子是轻子族的基本粒子，不带电荷，质量极小，可能是零和其他粒子之间只有弱相互作用和引力作用。”
五号说道。
“真厉害，不愧是五号。”
李思特朝着五号竖起了大拇指。
“如果我记得没有错的话，在1930年代初，在解释β衰变中观察到的反常现象时，已经指出需要有中微子。”
虚妄补充道。
“怎么说？”
吴刚问道。
“β衰变中的部分能量好像丢失了，量子物理学先驱之一的沃尔夫冈·泡利，认为需要一种新粒子带走多余的能量。
然后，他把这种新粒子起名为中子。
他的见解几乎没有引起反响，以致中子之名实际上赋予了1932年发现的一种完全不同的粒子。”
虚妄说道。
“但是恩里科·费米重新记起了泡利的思想，当有人问他泡利的中子是否和新发现的中性粒子相同时，他开玩笑说，不，泡利的粒子不过是中微子。
从此中微子这个名称就沿用下来了。”
虚妄说道。
“在那个年代中微子可是极难探测到的，但它们在核聚变反应中大量产生。”
五号说道。
“怎么说？”
楚云问道，
“那要从1956年监测到鹰国萨凡纳河核反应堆溢出大量中微子而终于证明其存在。
要知道，泡利曾许诺给任何证明他所指的中性小粒子存在的实验家一箱香槟酒，他十分愉快地兑现了他的长期诺言。
没过几年，约翰·巴科和雷·戴维斯就已经着手制定探测太阳中微子的计划，中微子天文学这门新学科由此产生。”
五号说道。
“然后又发生了什么变化？”
楚云问道。
“从那以后，已经探测到超新星1987a的中微子，如果它们确实有质量，它们就是宇宙中暗物质的一部分。”
五号说道。
“这个问题，在1995年初的时候，鹰国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室宣称，有一项实验表明中微子确实有质量，其数值为0.5～5电子伏，从而激起巨大兴趣。
如果这些结果得到进一步实验的支持，其推论将具有真正重大的宇宙学意义。
虽然每个中微子的质量如此微不足道，但宇宙中的中微子数量极多，每立方米空间大约有10亿个。
它们加起来的质量将超过全部明亮恒星和星系的总和。”
虚妄说道。
“怎么统计的？”
吴刚问道。
“根据当年流行的暴涨理论预计，中微子在平坦宇宙所要求的总质量中将贡献大约20％。
但这正是宇宙学家希望听到的事情。”
五号说道。
“为什么？”
楚云问道。
“因为，如果使宇宙平坦所要求的全部暗物质都取中微子形态，那么星系就永远不可能形成。
在宇宙年轻时期以接近光的速率在太空狂奔的中微子的撞击下，原始气体云中的任何不规则性应该早已被抹掉了。
然而，星系在天空中分布成链、团和纤维等形态这一事实强烈表明，它们是在大量所谓冷暗物质的引力影响之下形成的。
与中微子不同的是，冷暗物质由具有数十倍于电子的质量、但在太空缓慢运动的假想粒子所构成。”
五号说道。
“不过在科学家对膨胀宇宙中星系形成过程的计算机模拟表明，最接近星系观测特征的模拟要求80％的冷暗物质和20％的热暗物质。
而明亮星系只占宇宙物质的1％左右。”
虚妄说道。
“但是，洛斯阿拉莫斯的研究班子所用的方法是监测所谓一种中微子振荡成另一种中微子。
中微子有三种，它们分别与电子、μ介子和t粒子相伴生。
洛斯阿拉莫斯的实验让纯μ中微子通过盛有200吨矿物油的容器。
μ中微子不能与矿物油相互作用，但电子中微子则能。”
五号说道。
“能详细说明吗？”
李思特问道。
“如果有些μ中微子变成了电子中微子，其中少数几个将与矿物油原子中的质子相互作用而产生闪光，这些闪光将被矿物油容器周围的探测器记录下来。
结果和以上描述的完全一致。”
虚妄说道。
“这些实验家们从发生率得出所涉及的中微子的质量为0.5～5电子伏。
虽然这个消息令人高兴，大多数宇宙学家的态度却是谨慎的等着瞧，至少也要等到其他实验证实这些发现。
不过这一发现如果正确无误，将是对宇宙和星系形成的标准理论的强有力支持。”
五号说道。
“如果你们现在说的是中微子，我好像记得也有中微子天文学这个课程，这跟中微子有什么联系？
还是这是因为中微子，开展起来的学科？”
吴刚提问道。
“中微子天文学是利用对太空中微子敏感的探测器研究宇宙的学科。
所以你说的没错，的确是有联系的，也是因为中微子才成立的。”
虚妄说道。
“这样又有什么历史故事？”
吴刚问道。
“我记得，中微子天文学始于1960年代，这要归功于理论家约翰·巴科和实验家雷·戴维斯的努力，他们设计了一个采用全氯乙烯中的氯监测太阳中微子到达事件的探测器。”
虚妄说道。
“然后呢？”
楚云问道。
“然后，在1965年开始运行的这个戴维斯探测器仅仅记录了太阳中微子预期数量的大约三分之一。
不过，人们在谈论这一发现的意义时，往往忽视了一个重要事实。”
虚妄说道。
“什么意思？”
吴刚问道。
“……”
刚刚从睡梦中清醒的李思特，看着其他各怀鬼胎的他们问道。
“下午的时候说太阳，现在你想说什么？”
楚云倚在座位上，斜眼看着李思特说道。
“比如中微子。”
李思特说道。
“你不是学习人工智能的吗？这中微子也是物理，你人工智能数学一定要好的啊。”
楚云说道。
“当然知道一点，但更想知道有关它的历史相关。”
李思特特别看着虚妄和五号说道。
“中微子是轻子族的基本粒子，不带电荷，质量极小，可能是零和其他粒子之间只有弱相互作用和引力作用。”
五号说道。
“真厉害，不愧是五号。”
李思特朝着五号竖起了大拇指。
“如果我记得没有错的话，在1930年代初，在解释β衰变中观察到的反常现象时，已经指出需要有中微子。”
虚妄补充道。
“怎么说？”
吴刚问道。
“β衰变中的部分能量好像丢失了，量子物理学先驱之一的沃尔夫冈·泡利，认为需要一种新粒子带走多余的能量。
然后，他把这种新粒子起名为中子。
他的见解几乎没有引起反响，以致中子之名实际上赋予了1932年发现的一种完全不同的粒子。”
虚妄说道。
“但是恩里科·费米重新记起了泡利的思想，当有人问他泡利的中子是否和新发现的中性粒子相同时，他开玩笑说，不，泡利的粒子不过是中微子。
从此中微子这个名称就沿用下来了。”
虚妄说道。
“在那个年代中微子可是极难探测到的，但它们在核聚变反应中大量产生。”
五号说道。
“怎么说？”
楚云问道，
“那要从1956年监测到鹰国萨凡纳河核反应堆溢出大量中微子而终于证明其存在。
要知道，泡利曾许诺给任何证明他所指的中性小粒子存在的实验家一箱香槟酒，他十分愉快地兑现了他的长期诺言。
没过几年，约翰·巴科和雷·戴维斯就已经着手制定探测太阳中微子的计划，中微子天文学这门新学科由此产生。”
五号说道。
“然后又发生了什么变化？”
楚云问道。
“从那以后，已经探测到超新星1987a的中微子，如果它们确实有质量，它们就是宇宙中暗物质的一部分。”
五号说道。
“这个问题，在1995年初的时候，鹰国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室宣称，有一项实验表明中微子确实有质量，其数值为0.5～5电子伏，从而激起巨大兴趣。
如果这些结果得到进一步实验的支持，其推论将具有真正重大的宇宙学意义。
虽然每个中微子的质量如此微不足道，但宇宙中的中微子数量极多，每立方米空间大约有10亿个。
它们加起来的质量将超过全部明亮恒星和星系的总和。”
虚妄说道。
“怎么统计的？”
吴刚问道。
“根据当年流行的暴涨理论预计，中微子在平坦宇宙所要求的总质量中将贡献大约20％。
但这正是宇宙学家希望听到的事情。”
五号说道。
“为什么？”
楚云问道。
“因为，如果使宇宙平坦所要求的全部暗物质都取中微子形态，那么星系就永远不可能形成。
在宇宙年轻时期以接近光的速率在太空狂奔的中微子的撞击下，原始气体云中的任何不规则性应该早已被抹掉了。
然而，星系在天空中分布成链、团和纤维等形态这一事实强烈表明，它们是在大量所谓冷暗物质的引力影响之下形成的。
与中微子不同的是，冷暗物质由具有数十倍于电子的质量、但在太空缓慢运动的假想粒子所构成。”
五号说道。
“不过在科学家对膨胀宇宙中星系形成过程的计算机模拟表明，最接近星系观测特征的模拟要求80％的冷暗物质和20％的热暗物质。
而明亮星系只占宇宙物质的1％左右。”
虚妄说道。
“但是，洛斯阿拉莫斯的研究班子所用的方法是监测所谓一种中微子振荡成另一种中微子。
中微子有三种，它们分别与电子、μ介子和t粒子相伴生。
洛斯阿拉莫斯的实验让纯μ中微子通过盛有200吨矿物油的容器。
μ中微子不能与矿物油相互作用，但电子中微子则能。”
五号说道。
“能详细说明吗？”
李思特问道。
“如果有些μ中微子变成了电子中微子，其中少数几个将与矿物油原子中的质子相互作用而产生闪光，这些闪光将被矿物油容器周围的探测器记录下来。
结果和以上描述的完全一致。”
虚妄说道。
“这些实验家们从发生率得出所涉及的中微子的质量为0.5～5电子伏。
虽然这个消息令人高兴，大多数宇宙学家的态度却是谨慎的等着瞧，至少也要等到其他实验证实这些发现。
不过这一发现如果正确无误，将是对宇宙和星系形成的标准理论的强有力支持。”
五号说道。
“如果你们现在说的是中微子，我好像记得也有中微子天文学这个课程，这跟中微子有什么联系？
还是这是因为中微子，开展起来的学科？”
吴刚提问道。
“中微子天文学是利用对太空中微子敏感的探测器研究宇宙的学科。
所以你说的没错，的确是有联系的，也是因为中微子才成立的。”
虚妄说道。
“这样又有什么历史故事？”
吴刚问道。
“我记得，中微子天文学始于1960年代，这要归功于理论家约翰·巴科和实验家雷·戴维斯的努力，他们设计了一个采用全氯乙烯中的氯监测太阳中微子到达事件的探测器。”
虚妄说道。
“然后呢？”
楚云问道。
“然后，在1965年开始运行的这个戴维斯探测器仅仅记录了太阳中微子预期数量的大约三分之一。
不过，人们在谈论这一发现的意义时，往往忽视了一个重要事实。”
虚妄说道。
“什么意思？”
吴刚问道。
“……”