文档介绍：5、中微子的发现
要追溯中微子发现的经过，还要从 19世纪末 20世纪 初对放射性的研究谈起。当时，科学家们发现，在量子 世界中，能量的吸收和发射是不连续的。不仅原子的光 谱是不连续的，而且原子核中放出的阿尔法射线和伽马 射线也是不连续的夸克和6种轻子。 夸克和轻子的大小不足原子的十亿分之一。夸克包括下、 上、奇、粲、底、顶，共6种。轻子分为三代，第一代 包括电子、电子中微子；第二代包括卩（缪子）子和卩 中微子；第三代包括T子和T中微子。第一代电子中微 子和第二代卩中微子已分别在1956年和1962年通过实 验被证实存在。
由于中微子和电子都是一种轻子，但是中微子是电
中性的，核力和电磁力都对中微子不起作用，因此实际 上它与任何物质只能发生引力作用与弱相互作用。电子 （同时具有引力质量和电磁质量）参与弱相互作用，但 弱相互作用的主角是中微子（只具有引力质量），中微子 具有波粒二象性，它的能量用hv表示。
1994年，两个“天才设计师”———加利福尼亚大
学研究生维多里奥•保罗内和费米国家实验室物理学家 拜伦•伦德伯格提出了建立“T型中微子直接观测器” 的构想，这一想法得到费米国家实验室的支持，并在两 年后建成了观测器。
从 1997 年起，54 位来自美国、日本、希腊和韩国 的科学家在费米实验室合作探测
T中微子。他们用粒子 加速器制造一股可能含有T中微子的中微子束，然后让 中微子束穿过“T中微子直接观测器”内一个约1米长 的铁板靶。这一铁板靶被两层感光乳剂夹着，感光乳剂 类似于胶卷，能够“记录”粒子与铁原子核的相互作用 物理学家用 3 年时间从靶上的 600 多万个粒子轨迹中鉴 定出了 4个表征T轻子存在和衰变的痕迹，这也是表明 T中微子存在的关键线索。T轻子的痕迹被科学家拍摄 下来，并在计算机中形成三维图像，其主要特征就是其 轨迹里有个结，这是T轻子在形成后迅速衰变的表现。 据估算，几十万亿个T中微子中只有1个与靶中的铁原 子核相互作用并生成一个T轻子。由此，科学家第一次 找到了 T中微子存在的直接证据。
美 者电话采访时说，发现T中微子存在的直接证据具有重 要意义，它使科学家对物质基本粒子有个完整认识。雅 格尔是“T中微子直接观测器”的建设者之一，观测器 构想提出者之一维多里奥•保罗内曾是他带的研究生。 雅格尔说：“由于我们现在有能力探测到T中微子，我们 就能够设计出将物理学带到超越标准模型层次的实验。 在不久的将来，将诞生更加激动人心的中微子物理学。”
附录：
新华社东京 2006 年 2 月 15 日电（记者 钱铮） 日 本、美国等8 个国家的科学家15 日正式启动“冰立方”计 划，准备借助南极点附近的冰观测宇宙的高能基本粒子 ———中微子。共同社15 日援引日本千叶大学副教授吉 田滋的话说， “冰立方”计划将依靠 4800 个检测仪，观测 中微子和冰撞击时所产生的微弱的光，目前安装完成的 540 个检测仪已经投入观测工作。目前， 8 个国家的科学 家正在南极点附近的冰层垂直向下挖洞，最深达冰面以 下2500 米。他们将间隔17 米设置的 60 个检测仪用电缆 连接起来，并把电缆下放到冰洞中深1400 米至2500 米 的位置。科学家们打算在六角形的广阔冰层上，以 125 米的