科学前沿

发现中微子振荡从而证实中微子具有质量
——2015年诺贝尔物理学奖简介

本刊资料室

2015年诺贝尔物理学奖揭晓．日本科学家梶田隆章(TakaakiKajita)和加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳(ArthurB.McDonald)因“发现中微子振荡，证实中微子有质量”而获奖．

1中微子发现的历史进程

1.1中微子概念的提出

19世纪末20世纪初对放射性的研究发现，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α射线和γ射线也是不连续的．奇怪的是，物质在β衰变过程中释放出的由电子组成的β射线的能谱却是连续的，而且电子只带走了一部分能量，还有一部分能量失踪了．1930年，奥地利物理学家泡利(W.Pauli)提出了一个假说，认为在β衰变过程中，除了电子之外，同时还有一种静止质量为零、电中性、与光子有所不同的新粒子放射出去，带走了另一部分能量，因此出现了能量亏损．这种粒子后来被称为中微子，它与物质的相互作用极弱，以至仪器很难探测到．

1933年，意大利物理学家费米(E.Fermi)提出了β衰变的定量理论，指出自然界中除了已知的引力和电磁力以外，还有第三种相互作用——弱相互作用．β衰变就是核内一个中子通过弱相互作用衰变成一个电子、一个质子和一个中微子．他的理论定量地描述了β射线能谱连续，β能谱连续之谜终于解开了．

1.2首次通过实验直接探测到中微子

美国物理学家柯万(C.L.Cowan)和莱因斯(F.Reines)等第一次通过实验直接探测到了中微子．他们的实验……