刘金岩

（中国科学院自然科学史研究所 100190）

中微子是联系微观物质世界和宏观宇宙的桥梁，对人类理解物质基本组成及宇宙起源和演化至关重要。1956 年，科温(C.Cowan)和莱因斯(F.Reines)等首次直接探测到了反应堆电子反中微子。1962年，布鲁克海文实验室发现μ 中微子。日本物理学家立即提出描述中微子振荡的混合矩阵，即MNS 混合矩阵。此前，苏联物理学家庞蒂科夫(B.Pontecorvo)也提出中微子混合和振荡概念。中微子振荡随后成为粒子物理领域的研究热点，也是探索超出粒子物理标准模型的重要途径。本文旨在回顾中微子概念的提出历史，介绍庞蒂科夫和日本物理学家构建中微子混合矩阵的发展过程，并简要评述后续理论和实验发展。

一、中微子概念的提出及早期发展

β射线性质及相关物理现象研究直接推动了原子核物理和粒子物理早期发展。1896年,贝克勒尔(A.Becquerel)发现天然放射性现象。两年后，卢瑟福(E.Rutherford)提出放射线由α射线和穿透性更强的β射线组成[1]。其中β射线粒子最终被确认是电子。随后，物理学家深入研究β衰变的能量谱等性质。1914年，查德威克(J.Chadwick)首次发现β射线谱显示出连续谱迹象。这一问题最终于1927 年被埃利斯(E.Ellis)及其合作者开展的一系列实验所确定[2](图1)。衰变的连续谱问题随即引发当时物理学界的一次危机。如果原子核β衰变是一个两体反应过程，即,按照能动量守恒定律，电子应该具有确定能量，而非连续分布。玻尔(N.Bohr)甚至认为在原子核衰变过程中不遵守能量守恒定律。……