1900：游走在欧洲的物理学霸 第1304节

　　反电子、反渺子、反陶子、反电子中微子、反渺子中微子、反陶子中微子。

　　这12种粒子就是标准模型中的12种轻子。

　　所以，现在应该能理解β衰变的真正含义了吧。

　　回到正题。

　　按理来说，正β衰变是n→p+e+v反。

　　那么反β衰变就是p+e+v反→n。

　　这个过程符合任何守恒定律。

　　然而事实却是：p+v反→n+e反。

　　相当于把电子挪到了反应式的右边，所以电子就要变成反电子。

　　即：一个质子+一个反电子中微子，生成了一个中子+一个反电子。

　　王淦昌就是利用这个反应规律，首次提出了探测中微子的办法。

　　具体方法是这样的：

　　首先用水作为探测器，因为水里面有大量的质子。

　　如果反电子中微子真的存在，那么它一定会与水中的质子发生核反应，生成中子和反电子。

　　反电子在形成之后，又会与水中的电子产生湮灭，这个过程会发出两个γ射线的光子。

　　所以，在水探测器的两边，再加上γ射线探测器，就能检验是否有γ光子。

　　如果有γ光子，那说明反电子中微子存在，即中微子是存在的。

　　可惜，王淦昌当时就因为是华夏人的身份，他的论文成果没有得到物理学界的重视和承认。

　　1956年，美国物理学家莱因斯和柯温，在王淦昌发表的原理上，设计了实验进行验证。

　　整个实验装置埋在核电站附近很深的地下，减少环境中的干扰。

　　此外，他们不仅检测反电子和电子湮灭产生的γ光子。

　　二人还在水里掺入了很多的镉元素。

　　反应生成的中子，会被镉原子核吸收。

　　镉原子核吸收中子后，会处于激发态，接着又释放出γ光子，最后落回基态。

　　所以，如果能同时测量到两种γ光子，那么几乎就能100%证明中微子存在了。

　　实验结果当然是肯定的，中微子确实存在。

　　莱因斯也因此获得了1995年的物理诺奖，至于他的同事柯温则因为提前去世，无法获奖。

　　与莱因斯同获当年物理诺奖的，还有发现陶子τ的美国物理学家佩尔。

　　而我们华夏的王淦昌教授，他却没有得到应得的荣誉。

　　最后，可能心细的人还有一个问题：

　　“整个过程和费米好像没什么关系。”

　　“为什么他有资格给中微子取名呢？”

　　“他凭什么？”

　　那是因为费米利用中微子，提出了大名鼎鼎的“四费米子理论”。

　　这是在量子场论的基础上，首个解释弱力的理论，和汤川秀树发表的解释强力的介子理论是一个等级的存在。

　　其重要性可想而知。

　　前面已经知道，粒子可以分为费米子和玻色子。

　　费米子粒子在同一个空间位置不能叠加，而玻色子可以（比如光可以叠加）。

　　很明显，与弱力相关的四种粒子：质子、中子、电子、中微子，全部都是费米子。

　　1934年，费米提出了能够解释中子β衰变的弱力理论。

　　他认为β衰变的本质，是参与弱力的四个费米子，在时空同一点发生相互作用的矢量流耦合机制。

　　利用相互作用的拉格朗日量，他首次创新地给出了电子能谱分布和衰变概率的数学公式，与实验结果基本吻合。

　　论文一出，就在物理学界引发了巨大轰动。

　　这是第一个普适的能解释弱力的理论框架，为后续发展奠定了基础。

　　费米因此名声大噪，成为理论界的大佬，所以他才有资格给中微子命名。

　　而他的理论由于是关于四种费米子的相互作用，所以也被形象地称为“四费米子理论”。

　　但是随着量子场论的深入发展，很快，四费米子理论就遇到了缺陷。

　　第二，它无法描述高能状态的弱力。

　　直到后来，电弱统一理论取代了四费米子理论，弱力才被正式终结。

　　而费米的贡献，则为电弱统一理论积累了深厚的基础，是量子场论历史上的开山之作。

　　以上，就是关于中微子的提出和发现，以及它与弱力的关系的故事。

　　由此可见，弱力和强力是完全不同的两个历程。

　　此刻，泡利大胆地提出了这种新粒子，引起众人的极大兴趣。

　　玻尔首先问道：

　　“如果新粒子的质量和电子相当，为什么没有形成相应的粒子流呢？”

　　泡利回道：

　　“β衰变之所以能形成β射线，即电子流，是因为有额外电场的控制。”

　　“而这种新粒子不带电，所以发射的方向是四面八方的，无法集中起来，也因此观察不到它的粒子流。”

　　接着，狄拉克等人都分别提出了几个问题。

　　有些泡利能够解答，有些则无能为力。

　　毕竟，这现在只是他的一个猜想。

　　他连这种粒子的具体质量都还不清楚。

　　但是在场的众多大佬们，几乎有一半的人，都认可了这个猜想。

　　因为它不仅完美解释了β衰变中的能量危机，还是对自旋守恒的某种印证。

　　其中以费米最为激动。

　　他在听到这个新粒子的一瞬间，好像有某种灵感倾泻而出。

　　就好像：“这个粒子是为我而生的一样。”

　　费米摇了摇头，偷笑一声，他觉得自己有点想入非非了。

　　这时，海森堡忽然笑着问道：

　　“泡利师兄，你为这个新粒子命名了吗？”

　　作为泡利的忠实小弟，海森堡是肯定支持这个理论猜想的。

　　泡利说道：

　　“还没有。”

　　“因为我觉得还没有被证实。”

　　然而，在所有人的惊讶中，李奇维忽然开口了：

　　“就叫它【中微子】吧。”

　　哗！

　　全场震动！

　　这句话透露出的含义可不一般。

　　“布鲁斯教授竟然也认可了泡利的猜想！”

　　“十有八九中微子是肯定存在了。”

　　李奇维的话，就好像一记重锤，砸在泡利的心上，让他兴奋不已。

　　有了布鲁斯教授的背书，他的猜想起码有9成的可能性。

　　那可是预言或者发现一种全新粒子的荣誉啊！

　　物理学目前为止，只有5个人获得了这个荣誉：

　　电子：汤姆逊；

　　质子：卢瑟福；

　　中子：李奇维预言，于隐发现；

　　反电子：李奇维预言，赵忠尧发现。

　　而现在，要再加上一个，中微子：泡利预言。