天问专栏：撼动宇宙的小粒子——中微子(2)

鲍利1930年来信原文，图片来源：CERN

在信的最后，鲍利解释自己为什么无法亲自出席会议，“因为我在瑞士苏黎世有个派对要去”——“噗，生活蛮惬意的嘛！”我心想。不过我猜也许他怕被大家炮轰，所以随便找个借口也不一定。

他在信里补充说，“我的建议实在不可信，如果真是这样的话，我们怎么还没观测到那个新粒子呢？”他后来也一直觉得这个猜测太离谱，根本就没有花时间把它写进论文里。倒是在1934年，费米（Enrico Fermi，1901 - 1954）觉得这个想法不错，就把这颗新粒子加进了他的β衰变理论里，并取名为“中微子”（neutrino）–––来自意大利语，意为“中性的微小粒子”。

在鲍利猜想后的第26年，中微子终于在1956年被科温（Clyde Cowan，1919 - 1974）和莱因斯（Frederick Reines，1918 - 1998）等人用实验证实。他们用两个各装有一百升水的容器作为探测器，发现从核反应堆里产生的中微子与容器里的质子作用，发生β衰变并产生伽马射线和中子。鲍利在这次发现不久后去世，也算是幸运地在有生之年看到了中微子的成功探测。

太阳中微子谜题——中微子震荡

上世纪六十年代，问题又来了。人类那时已经有能力探测到来自太阳的中微子。其中最著名的是美国南达科他州位于地下1.5公里的霍姆斯塔克（Homestake）实验。当时也已经有了比较完善的标准太阳模型，可以通过计算太阳中心核聚变的速率，推算出每一秒有多少中微子被太阳射出来[1]。

但是在地球上探测到的太阳中微子，却只有预测的三分之一。人们怀疑：不是太阳模型的理论错了，就是中微子实验出了毛病！不然另外三分之二的中微子跑到哪里去了？

然而结果让人大跌眼镜——太阳模型理论没错，中微子探测实验结果也没错！问题出在中微子身上，它们比我们想象中的要更有趣！

“中微子振荡”解释了这个谜题的答案。中微子有三种“味”，分别为电子e、渺子μ和陶子τ中微子。当然这里说的“味”不是味觉的“味”，而是基础粒子的一种属性。任何一味的中微子都会随着时间变化而“变味”（也就是振荡）。

太阳内核只生产电子中微子，但是电子中微子在穿越真空来到地球的过程中会来回“变味”——有时是渺子中微子，有时是陶子中微子，有时变了一圈又回到电子中微子。所以当它们被地球上（只能探测到电子中微子）的探测器所捕获时，已经有2/3的电子中微子变成了另外的味。