会变脸、能“隐形”，中微子是个“什么鬼”？

(本文节选自《知识就是力量》杂志2015年12月刊《中微子是个“什么鬼”？》一文，审核专家：李玉峰 中国科学院高能物理研究所副研究员，资料来源:蝌蚪五线谱）

导读

由俄罗斯富翁尤里·米尔纳领衔资助的“科学突破奖”于2015年11月9日揭晓。中国科学院高能物理研究所王贻芳研究员及其领导的大亚湾中微子实验团队获得“基础物理学突破奖”。这是中国科学家和以中国科学家为主的实验团队首次获得该奖项，科学突破奖的获得让国人倍增自豪感。物理学的世界总是神秘而难懂，大神们的研究也是那样深不可测。中微子究竟是个“什么鬼”？和我们的生活有多大联系？不妨跟着小编一起“雾里看花”！

能穿过我们身体的中微子，打哪来的？

早在1930年奥地利物理学家泡利（Wolfgang Pauli）就提出了中微子存在的设想：“从β衰变能量守恒的角度看，可能存在一种神秘的粒子。”但是在很长一段时间内，中微子的存在一直没有得到确认。直到1956年美国物理学家莱因斯（Frederick Reines）和考恩（Clyde Cowan）才首次在实验上确认中微子的存在。

2007年开始建设的大亚湾中微子实验是研究距离核反应堆2km处的中微子振荡，在2012年3月全球首次测量到该振荡模式。而大爆炸理论认为：宇宙和时间的开始都源起于宇宙中一次巨大的爆炸，这一爆炸造成了现在的各大星系，而各大星系，以及整个宇宙总是处于不断变化，发展的过程之中。由标准太阳模型所预言的太阳核反应释放的电中微子在从太阳到地球的运行过程中，由于中微子振荡会转变成其他类型的中微子，使得在地球上所测到的该能量的中微子流强减小。

中微子几乎不与任何物质发生作用

hyper-k 也能探测大气中微子和超新星中微子。比如美国用了600多吨四氯乙烯，中微子打在氯上会出放射性氩原子，四氯乙烯是液体，氩气出来就是吐泡泡，科学家好不容易富集点泡泡，算出有那么零星中微子，人们都不怎么信，所以这帮科学家很倒霉，一直做了30年。“现在，我们有了这个标志性风暴的最好的照片，我们需要一些时间来分析来自junocam的所有数据，而juno的八种科学仪器的数据，也为我们揭示了过去，现在和未来的一些新的亮点，以及大红斑的未来“。

我国大亚湾中微子实验取得了什么重要成果？

1968年，美国科学家戴维斯首次观测到太阳中微子，并且发现大约 2/3的太阳中微子不见了，那么这些中微子哪儿去了？刚开始时，有些人认为这可能是实验观测或者理论模型错误。但也有科学家认为，中微子可能在传播途中发生了振荡现象。

大亚湾中微子探测器

根据粒子物理学的标准模型，中微子可分为三种，分别是电子中微子、缪子中微子与陶子中微子。中微子在“飞行”过程中从一种类型转变成另一种类型的行为被称为“中微子振荡”。1998年日本的超级神冈探测器首次观测到大气中微子的振荡现象，2001-2002年，加拿大的萨德伯里中微子天文台直接观测到太阳中微子从一种类型转变到另一种类型的现象。从而在实验上确认中微子振荡的存在。2012年3月，由中国科学家主持的大亚湾反应堆中微子实验发现了中微子的第三种振荡模式，被国际粒子物理界评价为“开启了未来中微子物理研究的大门”。大亚湾反应堆中微子实验精确测量到中微子的第三个混合角θ13的数值。根据量子力学，三种不同类型的中微子振荡现象，说明中微子是有质量的。中微子第三个混合角θ13作为粒子物理学的基本参数，不仅本身意义非凡，而且其数值的大小对进一步研究宇宙正反物质不对称、反物质消失之谜等问题意义重大。

未来通信方式，也许因中微子而改变

google地球能带您飞往地球上的任何地方，您可以在上面查看卫星图像、地图、地形和3d建筑。改善市防指与各防洪工程单位间的通信手段，统一规划，在防汛指挥中心与水库、河道管理单位间建立卫星通信网络，利用通信卫星作为中继站转发或反射无线电信号，实现多个地面站之间相互通信，不受地形和天气变化的影响，保证畅通，为防汛通信提供多重保障。美国的gps“全球卫星定位系统”是世界上最早也是目前最完善的卫星定位系统，该系统通过多颗卫星覆盖地球，不但可以精确获知所在位置，还可以对地面目标进行导航，是目前世界上应用最广泛的卫星导航系统。

人类未来可能会利用中微子进行通信

此外，未来中微子也许还可以应用于地球断层扫描，即“地层CT”。中微子与物质相互作用的截面会随中微子能量的提高而增加，如果用高能加速器产生能量为一万亿电子伏以上的中微子束定向照射地层，与地层物质作用，可以产生局部小“地震”，人们利用此原理可对深层地层进行勘探，将地层一层一层地扫描。

fast项目科学家李菂此前接受《环球时报》采访时表示，和发现“上帝粒子”的设备一样，fast的主要目标不是在短期内实现经济效益，而是探测宇宙中的遥远信号和物质，比如宇宙中间的气体、微波激光以及脉冲星，实现对宇宙物质成分和演化历史最基本的理解。探测超新星中微子、太阳中微子将带来星体内部的的信息,帮助我们理解星体的形成与演化。2005年神冈实验室宣布首次发现地球中微子，也就是在地球内部产生的中微子。

声明：该文观点仅代表作者本人，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间服务。