文档介绍：1988年诺贝尔物理学奖——中微子的研究1988年诺贝尔物理学奖授予美国伊利诺斯州巴塔维亚(Batavia)费米国家加速器实验室的莱德曼(,1922—)、美国加利福尼亚州蒙顿维(MountainView),数字通讯公司(DigitalPathways,Inc)的施瓦茨(MelvinSchwartz,1932—)和瑞士日内瓦欧洲核子研究中心的斯坦博格(JackSteinberger,1921—),以表彰他们在发展中微子束方法以及通过μ子中微子的发现显示轻子的二重态结构所作的贡献。中微子的研究在粒子物理学中占有重要地位。它原来是一个假设的粒子。1931年,泡利从研究β衰变的能谱出发,提出了中微子的假设,当时几乎没有人能够想像,怎么去“捕捉”这一神秘莫测的“粒子”。因为中微子是中性的,所以用于测量带电粒子的所有办法,对它都无效。它与物质的相互作用又极弱,甚至可以穿过整个地球而不被任何物质吸收。所以长时期以来,中微子只是在理论家的计算中出现,而实验上始终无法证实它的存在。1934年,费米根据泡利的假设,提出了原子核中的中子衰变成质子,同时放出一个电子与中微子的β衰变理论。费米的理论指出,原子核β衰变的相互作用,不同于电磁相互作用,是一种“弱相互作用”。费米的理论计算与实验结果符合得很好,间接地证明了中微子的存在。即使如此,人们仍然不知道,如何真正地去测量它。1952年戴维斯(Davis)按照早在1941年由我国科学家王淦昌所提出的建议,用K俘获法证明了中微子的存在。1953年,在反应堆旁观测到了反中微子。1956年,科昂(Cowan),莱因斯(Reines)等人,在实验上直接观察到中微子①。1958年,哥德哈勃(Goldhaber)等人,还精确地测出了中微子的螺旋性。他们用的也是K俘获法。用152En俘获一个K壳层的电子,变成152Sm的激发态,再放出一个中微子,成为152Sm。经过仔细分析,他们第一次确定,中微子的螺旋性是-1,反中微子是+1。在这之前,还有两种常用的方法:一种是所谓的β能谱法,即用量能器测量β衰变时的能量谱,由于电子只带走了衰变前后原子核能量差的一部分,其余部分的能量,即由中微子带走。这是最早的中微子实验,可以定性地,间接地证实中微子的存在。另一种是原子核反冲法。原子核在β衰变发射电子的同时,原子核本身还要受到一个反作用力,使原子核本身获得一个反冲速度。只要测出了发射电子与反冲核的动量,从动量的守恒,就可以确认中微子的存在。到了1962年,对中微子的研究,进入了一个革命性的崭新阶段。哥伦比亚大学的莱德曼、施瓦茨、斯坦博格等人,想到可以用加速器来产生中微子。他们在纽约长岛的布鲁克海文的国家实验室里,用15GeV的质子束打击铍靶,从而产生π介子束流。π介子在飞行中衰变,产生μ子,同时放出一个中微子。他们将束流通过很大质量的铁,以致大部分的μ子都被吸收掉,而中微子却可以畅通无阻地穿过,从而获取相当纯的中微子束流。然后,他们将中微子束流注人火花室,观察到所产生的新μ子。这些反应过程,可以用如下的表达式表示:π+→μ+νν+n→μ+p而β衰变所产生的中微子却是按照不同的反应过程:ν+n→e-+p这说明,,中微子至少有两种,一种是电子型,一