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太陽中微子
“太陽中微子”是天文學專有名詞。來自中國天文學名詞審定委員會審定發(fā)布的天文學專有名詞中文譯名，詞條譯名和中英文解釋數(shù)據(jù)版權(quán)由天文學名詞委所有。
基本信息
| 中文名 | 太陽中微子 |
| 所屬學科 | 天文學 |
| 概念提出 | 中國天文學名詞審定委員會 |
| 適用領(lǐng)域范圍 | 反中子 |
正文
中文譯名 | 太陽中微子 |
英文原名/注釋 | solar neutrino |
補充說明
μ子
三代輕子-內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型圖
1936年，安德森和尼德邁耶在實驗上確認了一種新粒子，其質(zhì)量是電子質(zhì)量的207倍，這就是后來被稱為μ子的粒子。μ子是不穩(wěn)定的粒子，它衰變成電子、一個中微子和一個反中微子，平均壽命為百萬分之二秒。
計算：207*0.107561863=22.2653056d
散質(zhì)量 １.2653056
衰變?yōu)殡娮樱形⒆樱粗形⒆樱プ冎杏袥]有光子釋放？如果沒有，206個電子質(zhì)量消失了？22個電中子消失，（電中子如果存在，一定能被檢測到。），0.2653056 化為一電子２正反中微子。
介子-內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型表
湯川最初提出的介子的電荷是正的或負的。1938年，凱默基于實驗上發(fā)現(xiàn)的核力的電荷無關(guān)性的事實，發(fā)展了稍早些時候出現(xiàn)的同位旋的概念，建立了核力的對稱性理論。
1947年，孔韋爾西等人用計數(shù)器統(tǒng)計方法發(fā)現(xiàn)μ子并沒有強作用。1947年鮑威爾(C.Frank.Powell，1903-1969)等人在宇宙線中利用核乳膠的方法發(fā)現(xiàn)了真正具有強相互作用的介子，其后，在加速器上也證實了這種介子的存在。
μ子并沒有強作用？
就在1947年，羅徹斯特和巴特勒（C.Butler，1922-）在宇宙線實驗中發(fā)現(xiàn)v粒子(即K介子)，這就是后來被稱為奇異粒子的一系列新粒子發(fā)現(xiàn)的開始。由于它們獨特的性質(zhì)，一種新的量子數(shù)——奇異數(shù)的概念被引進到粒子物理中。在這些奇異粒子中，有質(zhì)量比質(zhì)子輕的奇異介子，有質(zhì)量比質(zhì)子重的各種超子。在地球上的通常條件下，它們并不存在，在當時的情況下，只有借助從太空飛來的高能量宇宙線才能產(chǎn)生。
１９４４年，法國物理學家們在研究宇宙射線時，注意到一種云霧室徑跡，它表征了一種新粒子，其質(zhì)量大約為電子質(zhì)量的１０００倍，因此大約為質(zhì)子重量的一半，
107.561863直徑 4.75575462
99+8.561863或105+2.561863
π介子-內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型圖
這些新的μ子、π子是非常不穩(wěn)定的粒子，它們形成之后存在不了多長時間，π子大約只能存在一億分之二點五秒，然后便分裂成較輕的μ子。當它形成時，通常總是以每秒成千上萬公里的驚人速度飛馳著，即使在十億分之一秒鐘之內(nèi)，它也已經(jīng)飛行了若干厘米，于是，便留下了一條徑跡，這種徑跡到了末端便變成另一種形式，表明π子已經(jīng)消失，而由μ子取而代之。μ子持續(xù)的時間相對來講卻要長得多，它可持續(xù)百萬分之幾秒鐘，然后，分裂而形成電子。電子是穩(wěn)定的，如果沒有外界的影響，它就會永恒不變地存在下去。
但是，后來發(fā)現(xiàn)ｖ事件是很常見的而且所有的ｖ事件都含這種特殊的粒子。因此必須找到一個新的名稱。由于新粒質(zhì)量介于質(zhì)子和電子之間，它就屬于介子族。為了將它與其他介子區(qū)分開來，就稱它為“ｋ介子”，
ｋ介子非常不穩(wěn)定，其壽命只有一億分之一秒左右，然后它會以６種不同方式中的任意一種分裂，而形成更小的介子。ｋ介子的不同分裂是很重要的。因為一個ｋ介子能夠以這樣的方式分裂：它使得一種稱為“宇稱”的亞原子既可以為奇的，也可以為偶的。而在此之前人們一直認為粒子發(fā)生任何變化時，其宇稱必須或者優(yōu)質(zhì)為奇，或者保持為偶。現(xiàn)在在ｋ介子發(fā)生分裂的情況下，致函發(fā)現(xiàn)宇稱可以是奇的，也可以是偶的，這就導致了物理學理論的某種很重要的變化。
又如,π介子是玻色子，自旋為0,它可以在核內(nèi)產(chǎn)生或被吸收。π被吸收后，至少有139.6MeV的能量交給了原子核29.3846829個電中子，它如果衰變再衰變結(jié)果只剩下一個電子。μ子 22.2653056d
μ-子是只有電磁作用的“重電子”，它的質(zhì)量是電子的207倍。它在原子核外的軌道半徑是電子在核外軌道半徑的1/207，從它上面去“看”原子核，將會清楚得多。也許只是一個電子附帶了太多能量？
μ介子的質(zhì)量為電子的206.6倍，現(xiàn)在被正式命名為μ子，不歸入介子而歸入輕子一類，而π介子才是核力的媒介。
輕子就是只參與弱力、電磁力和引力作用，而不參與強相互作用的粒子的總稱。輕子共有六種，包括電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子。電子、μ子和τ子是帶電的，所有的中微子都不帶電；τ子是1975年發(fā)現(xiàn)的重要粒子，不參與強作用，屬于輕子，但是它的質(zhì)量很重，是電子的3600倍，質(zhì)子的1.8倍，因此又叫重輕子。（只不過是高能電子？）
那么一個標準電中子，就是強力弱力正電子電子中微子反中微子構(gòu)成的？
找不到多少有參考性的資料。從哪里開始思考？怎么解釋質(zhì)核對正電子的束縛，中子的衰變，強弱作用
輕子
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的輕子包括電子、μ子、τ子三種帶一個單位負電荷的粒子，分別以e-、μ-、τ-表示，
輕子為什么不參與強相互作用？電子為什么不參與強相互作用？所有的輕子，也許只是所帶能量不同的電子？
先講講τ子（或τ輕子）。基本粒子的輕子家族有三個荷電成員：電子、μ子和τ子。家族中的大哥是人人知曉的電子。二哥μ子也不陌生，因為μ子從天上落到地球每個角落，是宇宙線的主要成分。τ子是遲到的，而且是個不輕的“輕子”，它的質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的1.8倍，1975年被美國斯坦福直線加速器中心（SLAC）的佩爾（M.Perl）實驗組發(fā)現(xiàn)。
（只不過是所帶能量不同的電子）
1995年諾貝爾物理學獎的一半授予美國加州斯坦福大學的佩爾（MartinL.Perl，1927—），獎勵他發(fā)現(xiàn)了τ輕子①，另一半授予美國加利福尼亞州歐文（Lrvine）加州大學的萊因斯（FrederickReines，1918—），獎勵他檢測到了中微子。
電子＋正電子→電子＋反μ子＋（i.p.）
電子＋正電子→正電子＋μ子＋（i.p.）
式中（i.P.）代表不可見的粒子，
反μ子就是正電子？所帶能量增加到２２的正電子？
μ子就是電子，質(zhì)量增加到２２的電子？
正負電子對撞后，先產(chǎn)生的是一對重輕子，（能量轉(zhuǎn)化為質(zhì)量，超重電子）即后來命名的τ子。他們設(shè)想這對正反τ子衰變得極快，離開碰撞點不到幾毫米就衰變掉了，因此難以觀測到。觀測到的是電子和μ子，說明正負τ子衰變成了電子（正電子）或μ子（反μ子）。但是又由于衰變過程中輕子數(shù)必定守恒，在反應中除了電子中微子（或μ子中微子）還應有τ子中微子參與。于是反應的衰變產(chǎn)物應為：
τ子→電子（或μ子）＋幾個中微子，
τ子→反μ子（或正電子）＋幾個中微子
中微子的命運就是用來帶走質(zhì)量的，讓質(zhì)量從宇宙中消失。
超重電子衰變，因為電子的存在不需要中微子。
重輕子的發(fā)現(xiàn)不僅增添了人類關(guān)于基本粒子的知識，在理論上也有重大意義。（我認為重輕子就是重電子，超重電子。中微子就是能量質(zhì)量。正負電子對撞之前，它們自身是沒有帶中微子的，反應后生成的所謂重輕子卻衰變釋放中微子，實際上就是在釋放質(zhì)量能量，消滅質(zhì)量能量。在對撞中，中微子無中生有，是從能量轉(zhuǎn)化而來的。它最終把能量偷走。怎么理解重電子衰變？就象傳播光的以太粒子必須回到０位置，傳播電子的以丈粒子必須回到１位置。
輕子的弱相互作用，其實就是衰變。
電子所帶的多余能量，最終要還給宇宙，消失掉。所以中子衰變，實際可能是電子的多余能量消失了，而正電子呢？為什么它在強相互作用下結(jié)合到質(zhì)核中？強相互作用的能量為什么不消失掉？如果正電子是真空中的空穴，它所帶的能量大，表示這個空穴大，但是再大的空穴也只是一個空穴？暫停胡思亂想。
看來最關(guān)鍵的，還是要理解中微子是什么，有什么特性。
三代夸克及三代輕子-結(jié)構(gòu)模型圖
中微子的質(zhì)量如此小，速度沒有達到光速，卻帶走如此大的質(zhì)量，怎么解釋得通？唯一解釋就是它真的把質(zhì)量給偷吃掉了，消化掉了卻不長肉。人們能檢測到它的存在，也許是質(zhì)量能量真正消失為無的時候留下的一點紀念。
光、電磁波要與物質(zhì)互相作用，因為它是直線型的，中微子不與物質(zhì)相互作用，因為它是彎曲成極小的球形的電磁波？
新華社北京１２月６日電“由日本、美國、中國科學家組成的實驗組發(fā)現(xiàn)了核反應堆中微子消失的現(xiàn)象，在國際上首次用人工中微子源證實太陽中微子確實發(fā)生了振蕩，從而最終確證太陽中微子發(fā)生振蕩是其丟失的原因，揭開了‘太陽中微子丟失’之謎。”參與此項實驗的我國科學家、中科院高能物理研究所研究員王貽芳６日興奮地告訴記者。
反中微子與質(zhì)子作用時會產(chǎn)生中子和正電子。
在一種全新的人工中微子源中發(fā)現(xiàn)中微子消失，且其特性與太陽中微子消失相同，從而最終確認太陽中微子發(fā)生了振蕩，排除了對太陽和大氣中微子消失的所有其它可能的解釋。
不過當時科學家認為，探測太陽中微子幾乎是不可能的。中微子可能與氯原子核發(fā)生反應生成一個氬原子核和一個電子，或水中的氫和氧原子核發(fā)生反應，產(chǎn)生一個電子，這個電子可引起微弱的閃光，探測這種微弱的閃光就可證實中微子的存在。
中微子與原子核反應釋放電子？
探測到的中微子數(shù)目比理論預期的要少很多，僅為理論值的1/3，另外2/3的太陽中微子不見了。這就成為著名的太陽中微子失蹤之謎。氯探測器只能探測中能和高能中微子，探測不到低能中微子
中微子由于受到電子的直接碰撞，其飛行方向是明確的，而反中微子受到原子核的吸引，放出正電子，其飛行方向不確定。由于原子核遠大于電子，所以容易檢測出反中微子。
反中微子受原子核吸引？
原子核β衰變-內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型圖
中微子的特性在粒子物理學理論中至關(guān)緊要。β衰變（弱作用過程）宇稱不守恒就跟自然界不存在右旋中微子和左旋反中微子有關(guān)。前蘇聯(lián)科學家朗道最早提出中微子只具有一種螺旋度（螺旋度是表示粒子的自旋方向和動量方向之間關(guān)系的量子數(shù)），并以此作為導致弱相互作用中宇稱不守恒的原因，但他沒有深究下去，一次歷史性的重大突破就此失之交臂。同時李政道、楊振寧和薩拉姆也分別提出類似的想法。后來實驗測定中微子的螺旋度為-1，即中微子是左旋的，而反中微子是螺旋度為+1的右旋粒子，證實了上述設(shè)想。物理學理論中有這樣的結(jié)論：只有零質(zhì)量的粒子（以光速運動）才具有確定的螺旋度。如果中微子確實只有一種符號的螺旋度，它的質(zhì)量必須是零。中微子倒底有沒有靜質(zhì)量？如果有，靜質(zhì)量是多少？
據(jù)中科院高能物理研究所所長陳和生介紹，中微子是宇宙間的“隱身人”，是一種非常小的基本粒子，可自由穿過地球，幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生作用，因此很難發(fā)現(xiàn)和探測，它有３種類型，廣泛存在于宇宙中。中微子研究是當前天體物理學領(lǐng)域的一大熱點，美國科學家雷蒙德·戴維斯和日本科學家小柴昌俊，就是因為在探測宇宙中微子方面取得重大成就而獲得２００２年諾貝爾物理學獎，但探測到的來自太陽的中微子流量卻比理論計算值少得多，這就是有名的“太陽中微子丟失”之謎。
王貽芳說，來自日、美、中的近１００位科學家從今年２月開始，通過在日本神岡設(shè)置的探測器對核反應堆產(chǎn)生的中微子進行觀測，發(fā)現(xiàn)了核反應堆中微子消失的現(xiàn)象，這意味著反應堆產(chǎn)生的中微子發(fā)生了振蕩，變成了另外一種沒有被探測到的中微子，這是首次在人工中微子源中發(fā)現(xiàn)中微子消失，且其特性與太陽中微子消失相同，從而排除了對太陽中微子消失的所有其它可能的解釋。這次實驗還首次定量給出了太陽中微子振蕩參數(shù)的唯一解，同時得出了中微子質(zhì)量不為零的結(jié)論。
中微子消失，解釋為變成了另一種我們不知道的中微子。其實消失就是消失了，就象中微子偷吃能量質(zhì)量一樣，最終它把自己也偷吃掉了。
J粒子發(fā)現(xiàn)于1974年，對它的衰變研究是尋找新粒子的理想場所。這個新粒子就是在分析J粒子衰變到質(zhì)子反質(zhì)子過程中找到的，它的整個過程是：J粒子衰變到光子和這個新粒子，這個新粒子再衰變到質(zhì)子和反質(zhì)子對。它的質(zhì)量小于質(zhì)子和反質(zhì)子的質(zhì)量之和。
1974年，丁肇中在美國長島的布魯克海文國立實驗所做了一個大膽的、復雜得令人
眼花繚亂的實驗。他發(fā)現(xiàn)了一種人們完全沒預料到的粒子--J粒子。他的實驗改寫了物理
教科書，給亞核子世界重繪了一幅嶄新的圖畫。
1974年，里克特（BurtonRichter,1931-）領(lǐng)導的實驗小組，在斯坦福直線加速器中心實驗室進行電子-正電子碰撞實驗時發(fā)現(xiàn)了一個形跡可疑的粒子，壽命比一般介子的合理壽命長5000倍，靜止質(zhì)量約是質(zhì)子的3.3倍，比在此前發(fā)現(xiàn)的任何粒子的質(zhì)量都大得多，是新的中性介子，命名為ψ。與此同時，布魯克海文國家實驗室丁肇中（SamuelChaoChungTing,1936-）領(lǐng)導的實驗小組，在觀察兩個質(zhì)子碰撞后產(chǎn)生的電子-正電子對時，也有相同的發(fā)現(xiàn)，他們將其命名為J粒子。為表明它既是同一粒子，又是兩人各自獨立發(fā)現(xiàn)的，最后統(tǒng)稱為J/ψ粒子。
兩個質(zhì)子碰撞＝電子正電子對，J粒子，3.3倍質(zhì)子質(zhì)量，衰變到光子+新粒子，新粒子衰變到質(zhì)子－反質(zhì)子對，質(zhì)量卻小于質(zhì)子－反質(zhì)子和。
目前，中外物理學家正對這個新粒子的性質(zhì)和衰變特性從理論和實驗上做更深入的研究和討論
早在1928年，狄拉克便預言了反質(zhì)子的存在，但證實它的存在卻花了20多年的時間。根據(jù)狄拉克的理論，反質(zhì)子的質(zhì)量與質(zhì)子相同，所帶電荷相反，質(zhì)子與反質(zhì)子成對出現(xiàn)或湮沒，用兩個普通的質(zhì)子碰撞便可獲得反質(zhì)子，但反質(zhì)子的產(chǎn)生閾能為6.8GeV。1954年，在加利福尼亞大學的勞倫斯輻射實驗室，建成了64億電子伏的質(zhì)子同步穩(wěn)相加速器，這為尋找反粒子提供了條件。1955年，張伯倫和塞格雷用上述加速器證實了前一年人們所觀測的反質(zhì)子的存在。由于反質(zhì)子出現(xiàn)的機會極少，大約每1000億高能質(zhì)子的碰撞，才能產(chǎn)生數(shù)量很少的反質(zhì)子，因而證實反質(zhì)子的存在極為困難。1955年他們這個實驗小組測到60個反質(zhì)子。由于偶然符合本底不大，記數(shù)系統(tǒng)雖不算好，但較為可信。
正反粒子-內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型圖
不久他們又發(fā)現(xiàn)反中子。盡管高能粒子打靶時也能產(chǎn)生反中子，但是由于反中子不帶電，更難從其他粒子中鑒別出來。他們是利用反質(zhì)子與原子核碰撞，反質(zhì)子把自己的負電荷交給質(zhì)子，或由質(zhì)子處取得正電荷，這樣，質(zhì)子變成了中子，而反質(zhì)子則變成了反中子。
反質(zhì)子是什么東西？如果原子核中大部分是強力，正中微子，正能量，兩個高能質(zhì)子相撞，其中的強力，正電微子，正能量，變成了反強力，反中微子，反能量？正能量變?yōu)榉茨芰啃枰哪芰浚?/span>
質(zhì)子對撞產(chǎn)生了正負電子對，應該是質(zhì)核所帶的兩個正電子對撞產(chǎn)生的結(jié)果吧？質(zhì)核對撞，又撞出正負質(zhì)核。
單獨兩個電子對撞也應該能產(chǎn)生正電子吧？宇宙如果可以分成上下兩面，質(zhì)子相撞就是一個質(zhì)子把另一個質(zhì)子撞到了宇宙的另一面。電子相撞也是這樣。釋放光子是因為從宇宙的一面穿到另一面，所導致的以太粒子振動
An.Lee的看法可能更加激進一點，但可能是非常正確的。他認為，中微子就是由正負電子結(jié)合的產(chǎn)物。他歸納說：正負電子可組成為一正一負兩個自繞一組的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，也可以兩對正負電子組成四個一組具有相互傳遞纏繞的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，還可以組成為六個一組的具有立體空間相互纏繞的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
這個人的想法跟我完全相同啊，只是我把那個取名為電中子，是有質(zhì)量的，另外我認為要偶數(shù)個組合才穩(wěn)定
如果說世界上的所有物質(zhì)都是由正負電子組成的，－－－看來還是有人跟我一樣認為世界由正負電子構(gòu)成
太陽的核聚變產(chǎn)生大量的中微子，戴維斯領(lǐng)導的太陽中微子實驗，在30年的探測中共發(fā)現(xiàn)了約2000個來自太陽的中微子，但與理論計算值相比，流量只有不足一半，這就是有名的“太陽中微子丟失”之謎。
跟正電子電子對湮滅有時變成２個光子，有時變成３個光子一樣的道理嗎？中微子釋放，有時候完全消失，有時候留一點遺跡讓你知道它的存在。正負電子湮滅，只是能量形式的轉(zhuǎn)化。中微子釋放，是能量的消失。電中子轉(zhuǎn)化為能量，
中微子振蕩
倘若中微子具有質(zhì)量并且它們的質(zhì)量互不相等，就應該存在中微子混合現(xiàn)象。
自然界中存在3種不同類型的中微子，太陽內(nèi)部核反應產(chǎn)生的中微子是電子型中微子，這種中微子的產(chǎn)生是與電子相關(guān)聯(lián)的。另外兩種中微子是mu子中微子和tau子中微子，它們可以在加速器或者爆炸的星體中產(chǎn)生，分別與帶電的mu子和tau子相關(guān)聯(lián)。
1964年，雷蒙德·戴維斯(RaymondDavis)和約翰·白考(JohnBahcall)提出了一個實驗方案來檢驗提供太陽能量的核反應到底是不是圖1所描述的聚變反應。約翰·白考和他的同事利用一種精細的計算機模型計算了不同能量的太陽中微子數(shù)量。由于太陽中微子會與氯元素發(fā)生反應釋放出放射性氬原子
泡利最初提出的是電子中微子。μ子中微子和τ子中微子分別于1962年和1975年發(fā)現(xiàn)。這三種中微子分別與電子、μ子和τ子三類輕子過程相關(guān)。中微子振蕩的可能性也在1950年代末提出。
Reines等人當年的探測是利用逆Beta衰變效應，反中微子與質(zhì)子作用時會產(chǎn)生中子和正電子。現(xiàn)今這一方法也被核物理學界廣泛采用。而μ子中微子的發(fā)現(xiàn)采用的是另一種方式，是探測高能中微子與物質(zhì)的作用，常為加速器使用。
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