1995
年诺贝尔物理学奖
—â€?/p>
中微子和重轻子的发现
288
1995
年诺贝尔物理学奖
—â€?/p>
中微子和重轻子的发现
1995
年诺贝尔物理学奖的一半授予美国加州斯坦福大学的佩尔(
Martin
L.Perl
ï¼?/p>
1927
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ï¼?/p>
,奖励他发现äº?/p>
τ
轻子
â‘?/p>
,另一半授予美国加利福尼亚州欧æ–?/p>
ï¼?/p>
Lrvine
)加州大学的莱因斯(
Frederick Reines
ï¼?/p>
1918
�/p>
ï¼?/p>
,奖励他检测到了中å¾?/p>
子ã€?/p>
佩尔和莱因斯是对轻子物理学作出重大贡献的两位美国物理学家ã€?/p>
这是继鲍
威尔ï¼?/p>
1950
年发çŽ?/p>
π
介子ï¼?/p>
,张伯伦与西格雷ï¼?/p>
1959
年发现反质子ï¼?/p>
,丁肇中ä¸?/p>
里克ç‰?/p>
ï¼?/p>
1976
年发çŽ?/p>
J/ψ
粒子ï¼?/p>
ï¼?/p>
鲁比亚和范德米尔
ï¼?/p>
1984
年发çŽ?/p>
W
±
�/p>
z
0
粒子ï¼?/p>
ï¼?/p>
莱德曼、施瓦茨和斯坦博格(
1988
年发现中微子有不同属性)
,夏帕克ï¼?/p>
1992
年发明多丝正比室ï¼?/p>
等人之后ï¼?/p>
国际科学界又一次将诺贝尔物理学奖这一殊荣æŽ?/p>
予实验高能粒子物理学领域的科学家,人数占本世纪后半叶的总领奖人数的
12
%�/p>
从这一统计数字可以看出ï¼?/p>
50
年代以来,实验高能粒子物理学的成就非å¸?/p>
突出,是物理学界引以为豪的领域之一ã€?/p>
提到中微子的发现,应该先讲讲几件先驱的贡献。中微子的概念是
1930
å¹?/p>
泡利首先提出的。当时摆在物理学家面前的疑难问题中有一个涉å�?/p>
β
衰变ã€?/p>
β
è¡?/p>
变和
α
衰变å�?/p>
γ
衰变不一样,
放射性元素发出的
β
电子能量是连续分布的ï¼?/p>
不像
α
å’?/p>
γ
射线具有明确的分立谱。而原子核的能态差是确定的,显ç„?/p>
β
衰变的连ç»?/p>
谱是一种反常现象,不符合能量守恒定律的要求。是某种未知的过程在起作用,
把能量带走了ï¼?/p>
还是能量守恒定律不适用äº?/p>
β
衰变?在这个疑难问题面前ï¼?/p>
玻尔
甚至都准备放弃能量守恒定律的普适性,
他提出也许能量守恒定律只适用于统è®?/p>
性的过程ã€?/p>
泡利是一位思想极为活跃的理论家ï¼?/p>
他在一封给同行的公开信中提出ï¼?/p>
�/p>
原子核中可能存在一种自旋为
1/2
,服从不相容原理的电中性粒å?/p>
�/p>
�/p>
β
衰变ä¸?/p>
失踪的能量也许就是这一察觉不到的中性粒å?/p>
—â€?/p>
中微子带走的ã€?/p>
费米支持泡利的设想,他在
1934
年正式提å‡?/p>
β
衰变理论,很好地解释äº?/p>
β
能谱的连续性问题,
不久这一理论得到了正电子衰变实验的肯定ã€?/p>
然而,
由于è¿?/p>
种微小的中性粒子既不荷电,
又不参与强相互作用,
质量微不足道ï¼?/p>
它的存在一
直未能得到实验验证ã€?/p>
人们只能从能量和角动量的分析ï¼?/p>
论证这一幽灵式的基本
粒子的存在和所起的作用ã€?/p>
在众多的探讨中微子的实验方案中,
中国物理学家王淦昌提出的方案格外å¼?/p>
人注意。他åœ?/p>
40
年代初从中国的抗战大后方向美国《物理评论》杂志提交了一
篇简短的论文,建议把普é€?/p>
β
衰变末态的三体,变ä¸?/p>
K
俘获的二体,就有可能
间接观测到中微子的存在。他还特别指出,可取
Be→Li
作为实验对象。这一å»?/p>
议立即受到实验物理学家的重视ã€?/p>
1952
年美国的戴维斯果然用这一方法取得äº?/p>
与理论预期值相符的实验结果,初步肯定了中微子的客观存在ã€?/p>
就在这个时候,直接捕捉中微子的工作也开始了ã€?/p>
1953
年美国洛斯阿拉莫
斯(
Los Alamos
)科学实验室的莱因斯和考恩ï¼?/p>
ClydeL.Cowan
ï¼?/p>
Jr
)领导的实验
小组按下列方案探测到反中微子ï¼?/p>