华兴恒

中微子，是组成自然界的最基本粒子之一。它个头小，不带电，与其他物质的相互作用十分微弱，号称宇宙里的“隐身人”。

那么，中微子是如何被发现的呢？

19世纪末20世纪初，科学家在研究物质的β衰变时，发现了一个非常奇怪的现象：β射线能谱是连续谱，且物质发生β衰变后，总能量减少了。这个现象有悖于能量守恒定律。

进一步研究后，奥地利物理学家泡利于1930年提出假说：在β衰变过程中，除了电子，还有一种静止质量为零、与物质的相互作用极弱以至于极难被探测到的新粒子被放射出去，这种新粒子带走一部分能量，导致出现了能量亏损。1931年，在一场国际核物理会议上，泡利将这种新粒子命名为“中微子”。1933年，美籍意大利裔物理学家费米提出β衰变的定量理论，进一步完善了泡利的假说，解开了β能谱连续之谜。

然而，探索中微子存在的踪迹并不是一帆风顺的。直到1956年，美国物理学家莱因斯和柯万才在实验中直接观测到中微子。

从中微子假说的提出到这种粒子真正被发现，经历了近30年，可见其“芳踪”难觅。

实验显示，中微子质量很小，有的小于电子质量的百万分之一。它们充满了宇宙空间，能自由地穿过人体、墙壁、山脉甚至地球，数量密度高达100个/立方厘米，每秒有1000万亿个来自太阳的中微子穿过人们的身体。正因为如此，探究中微子很有意义。

目前，随着科学家研究的不断深入，人们已经了解了中微子的许多特性：能以接近光速的速度运动；具有极强的穿透力；總是沿着直线传播，既没反射、折射现象，也没散射现象；在传播过程中，能量损失很少……由于中微子有这些神奇的特性，中微子通信的构想和技术应运而生。

中微子通信是一种采用中微子运载信息的通信方式。中微子通信过程与微波通信过程相仿，也需要发射装置与接收装置。在发射端，人们对中微子束进行调制，使载有信息的中微子束沿着一定方向射向目标。它到了接收端后，人们接收它，然后把它所携带的信息解调出来。

中微子通信最突出的优点是，它可以冲破地下和水下两大禁区，实现全球无线电通信。由于中微子具有穿透地球的奇特“本领”，人们可以利用它进行地球上任意两点间的通信。中微子通信的突出优点还表现在，它或许能实现地球与其他星球的星际通信。

如今，科学家已经在实验室中实现了中微子通信，但是要实际应用仍然困难重重。如，中微子与物质的相互作用非常微弱，人们很难引导中微子束沿着预定路径传播；往中微子束里编码信息很困难；科学家可以通过放射性衰变等方式制造中微子，制造它们并不困难，但是要注意做到不危害人类和环境……

不过，有困难，就有努力的动力，全世界科学家一直在努力。我们完全有理由相信，随着科学技术的迅速发展，人们对中微子的研究将更加深入，它们有望在未来的陆、海、空通信以及星际通信方面“大显身手”。

除了通信，中微子的应用前景很广阔。如，人们能利用中微子束做地层CTT，也就是用高能中微子束定向照射地层，一层一层地扫描地球，从而实现对地球内部的勘探。这不仅有利于人们了解地球内部构造，而且为探测地下矿藏铺路。