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曾经失踪了的太阳中微子

在太阳中有个调皮的孩子，它会玩失踪，一转眼就不见了，消失得无影无踪，无处寻觅。科学家面对这个捣蛋鬼无能为力，直到进入二十世纪，才寻觅到它跑到了哪里。原来，它华丽地变身了，求知欲强的孩子们，跟着我开启探秘之旅吧！

美国物理学家莱尼斯，1956年在萨瓦纳河工厂的反应堆第一次探测到中微子。实验反应堆产生强大的中子流并伴有大量的β衰变，同时放射出反中微子和电子，反中微子又轰击水中的质子，产生正电子和中子，当正电子和中子进入到探测器中的靶液时，正电子与负电子湮灭，中子被吸收，并产生高能γ射线，这样就判定了反应的产生。虽然反中微子通量高达每秒每平方厘米5×1013个，那时的探测记数每小时还不到3个。这个实验中得知中微子的探测部分主要以反中微子袭击质子，产生了强烈的反弹。产生正电子和中子的方式被探测到实际上只有电子反中微子，其他的还没有被发现。

当时的理论中，科学家认为中微子是一种没有质量的粒子。下面的论述有点枯燥乏味，还是慢慢适应吧，科学探索不会很幽默的。继续话题，同时期科学家还发现了三种中微子，分别是μ子中微子、τ子中微子和电子中微子。中微子只参与弱相互作用，τ子中微子只参与有τ子参与的弱相互作用，μ子中微子只参与有μ子参与的弱相互作用，电子中微子只参与有电子参与的弱相互作用。因为弱相互作用极其弱，中微子与物质的反应截面也很小，探测起来难度非常大。由于中微子反应截面小，又没有质量，还没有任何一种机器能让中微子从太阳到地球在空间的传播过程中消失掉。20世纪70年代科学家就开始测量抵达地球的中微子了，这个测量结果不尽如人意，好像来自太阳的大量中微子“失踪”了。这就是人们谈论的“太阳中微子失踪之谜”，这也意味着当时的中微子理论在太阳活动理论中至少有一个存在问题。

为了解开这个谜团，1999年，来自美国、加拿大、英国的科学家在加拿大萨德伯里附近一座镍矿中建成了萨德伯里中微子观测站。这座位于地下6800英尺的观测设备有10层楼高，内置了一个直径12米，内有1000吨重水，还安装了1万多个传感器的庞大球形容器。

观测终于有了突破，2001年，萨德伯里中微子观测站的科学家向世界宣布，他们找到了“太阳中微子失踪之谜”的原因，这一发现引起科学界的轰动。不要高兴得太早，奇迹不会这么快就降临的，说白了，那时的重大发现只是他们偷懒，把现在观测到的数据与其他观测站以前的数据相比较之后得出的结论，这样相互比较是不严谨的。随后科学家对他们的观测数据又进行了深入分析，终于找到了直接观测中微子的方法：我们可以把这个方法形象化，可以把中微子当成一条小鱼游进装有重水的容器后，碰到重水的原子核，也就是另一条比较大一点的鱼后会被弹开；然后这条鱼不甘心继续前行，碰到另一个重水的原子核，也就是另一条鱼后产生了感情，并与之发生反应，变成氚的原子核，可以称之为同体鱼，它们结合后同时释放出一些γ射线，科学家只需要通过测量γ射线的数量，就能知道有多少中微子存在了，因为所有的中微子都会引起这样的反应。

奇迹又一次眷顾了勇于探索的人，2002年来自日本和美国的科学家开展了反应堆中微子探测，并于2月6日在各自国家、在相约定的时间宣布，发现了核反应堆中微子产生的电子反中微子消失的现象，终于揭开了“太阳中微子丢失”的秘密，人类对宇宙的探索向前又迈了一大步。

结果就是这样简单，对于只能探测电子中微子的实验设备来说，中微子确实好像消失了一样，只不过它们在这个过程中互相调皮地互换了而已。