中微子可以振荡的最重要推论是_中微子振荡是指_发现中微子第三种振荡

“悟空”作为目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优和粒子鉴别能力最强的高能粒子探测卫星，捕捉这些信号正是其首要科学目标。宇宙开始的纵向发展时，宇宙意识原始个体之“我”用意念阻止自身滑向无底深渊的同时又震醒了四周无数个“我”，其实是意念的感染分割了整体的宇宙意识所形成个体的“我”粒子（前面的“二代我”是创造，这里的“我”是复制，是切割宇宙意识的复制），从宇宙意识中切割复制出的“我”粒子与宇宙意识原始的“我”粒子具有相同的特性，同样创造出“中微子”，同样震醒与感染其它“我”粒子，当四周“我”粒子增加到饱和状态时，“我”不再做阻止的动作，因为“我”已不再孤单，怕的天性自然消失，中微子还在无知无觉中继续它的光速运动。中微子不带电,穿透能力强,因此能提供其他粒子无法提供的信息。

中微子是宇宙中最基本的粒子之一，也是目前已知宇宙中数量第二多的粒子，仅次于光子。中微子有一个神奇的特性，那就是可以穿透任何物质。尽管中微子神秘莫测，来无影去无踪，科学家却能通过巧妙的方法发现它们的踪迹。就算它们“玩失踪”，科学家也能知道它们改头换面成什么样子了。2015年诺贝尔物理学奖授予给了日本物理学家梶田隆章和加拿大物理学家阿瑟·麦克唐纳，他们的贡献就是找到了“失踪”的中微子，发现了它们“变脸”的秘密，并以此证实中微子有质量。

大亚湾中微子探测器

无处不在的“幽灵粒子”

对于中微子的存在与否，始终存有争议。早在1930年，奥地利物理学家泡利就预言了中微子的存在，但预言者自己都将信将疑。直到1956年，美国两位物理学家马丁·佩尔和弗雷德里克·莱因斯才成功地探测到了中微子的存在，宣告了这一“幽灵粒子”的真实存在，该成果在1995年被授予诺贝尔物理学奖。

何为“中微子”呢？其实中微子的“中”不是指大小，而是指电中性，即这种粒子是不带电的;而“微”字倒是说它很小。所以有科学家建议，为了避免人们误解中微子的意思，可以称它为“微中子”。

由于中微子比原子、电子都小得多，其质量小于电子的万分之一，小于原子的千万分之一，因此，它微小到难以损伤你身体内的细胞或细胞内的任何有机物质。所以尽管数以亿计的中微子源源不断地穿过我们的身体，我们却不会产生“万箭穿心”的感觉。

1985年日本神冈实验及美国imb实验在探测宇宙射线与大气中粒子相互作用时产生的大气中微子时，发现μ中微子与电子中微子的比例要比理论预言的小，这便是所谓的“大气中微子反常”现象。如果中微子可以振荡，那么太阳中微子在到达地球时便会成为三种类型中微子的混合，而戴维斯的实验仅仅对探测其中的电子中微子敏感，这也就解释了为什么他的实验只探测到理论预言数目的三分之一。不过它的穿透能力很强，和普通的物质基本不会发生相互作用，比如1mev的电子顶多穿透2mm的铝，而相同能量的中微子则可以轻松的穿过整个地球。

解开中微子“失踪”之谜

2002年，通过同时测量三种中微子，获得了电中微子消失、μ中微子和τ中微子出现的证据，且三种中微子数之和与标准太阳模型的预言一致，从而证实了中微子振荡现象，也解决了太阳中微子亏缺之谜。与更早的太阳中微子失踪之谜,稍晚的sno(太阳中微子)、kamland(反应堆中微子)、k2k(加速器中微子)等实验的结果一起,形成了中微子振荡的坚实证据。撇开此次的超光速事件，中微子还曾引起另一桩科学公案——太阳中微子失踪迷案。

难以捕捉的中微子

如果中微子可以振荡，那么太阳中微子在到达地球时便会成为三种类型中微子的混合，而戴维斯的实验仅仅对探测其中的电子中微子敏感，这也就解释了为什么他的实验只探测到理论预言数目的三分之一。地下实验室，尤其是极深地下实验室，是粒子物理学、天体物理学及宇宙学等领域的暗物质探测实验、中微子实验等一些重大基础性前沿课题的重要研究场所，是岩体力学、地球结构演化、生态学等学科开展相关实验研究的重要环境，也是低放射性材料、环境核辐射污染检测的良好环境。如果有人侵入，探测区的电磁场受到干扰，从而使感应线输出的感应感电压发生变化，只要测出信号变化的幅度、速率或干扰的持续时间等方面的变化超过规定的阈值就会发生报警。

然而，他在位于霍姆斯特克矿井中的实验设备观测到的太阳中微子数目仅仅是太阳模型所预言的三分之一，从而引发“太阳中微子消失之谜”。如果中微子可以振荡，那么太阳中微子在到达地球时便会成为三种类型中微子的混合，而戴维斯的实验仅仅对探测其中的电子中微子敏感，这也就解释了为什么他的实验只探测到理论预言数目的三分之一。所以，美国的太阳中微子实验测不到μ子中微子而日本的大气中微子实验可以。

麦克唐纳验证中微子振荡采用的是重水中微子探测器。这种探测器安装在一个2000多米深的废弃镍矿中，该矿已被加拿大萨德伯里中微子天文台购买。这种探测器的主要部分是一个直径12米的球形容器，里面装有1000吨重水（重水是由氘和氧组成的化合物，分子式D2O，相对分子质量20.0275，比水H2O的分子量18.0153高出约11%，因此叫作重水。），容器壁用丙烯酸树脂制成，容器的周围安装了9600个光电倍增管，用于探测微量中微子遇到重水后辐射的光子。2001年，麦克唐纳利用重水探测器发现了中微子振荡的证据。

比如探测到宇宙中微子，发现宇宙x射线，用大型观测设备发现中微子振荡现象，美国激光干涉仪引力波天文台(ligo)发现引力波等。不过恒星全部熄灭之后，宇宙背景并没有变成漆黑一团，因为不会衰老的光速粒子（光子和中微子）脱离光源之后还在超圆体宇宙中永不停息地奔波，照亮了宇宙消亡后留下的太空尘粒。太空巨型南瓜，这南瓜和我们平时在菜市场见的南瓜可不一样啦，它是航天培育的新品种，太空船把南瓜种子带上太空，在宇宙里经过射线的作用，回到地面后，利用温室效应，经过3个月的种植，就会长出巨型大南瓜，这种瓜在繁殖高峰期可以每天以5公斤的速度生长。

2008年中微子可以振荡的最重要推论是，梶田隆章用超级神冈探测器验证了大气中微子也会发生振荡现象。这个探测器位于日本岐阜县一个深达1000米的废弃砷矿中，其主要部分是一个高41.4米、直径39.3米的圆柱形容器，里面装满水，容器的内壁上安装有1.12万个光电倍增管，用于探测微量中微子遇到水后辐射的光子。

20世纪60年代起，认识到存在三种不同的中微子，并发现如果中微子的静质量不为零，不同中微子之间可发生振荡，即一种中微子在运行过程中会变成另一种中微子。超级神冈实验正是发现了贯穿地球的大气中微子随不同飞行距离的存活几率而发现了中微子振荡。不同味道的中微子在传播时可以发生转化，意味着相应的质量本征态的叠加方式发生了变化，也就是说在传播过程中三种质量本征态的相位变化步调有差异，从而意味着它们质量的平方差不为零，因此说中微子振荡意味着它们具有质量。

加拿大的重水中微子探测器

中国科学家的贡献

中国科学家在中微子振荡研究领域也取得了国际瞩目的成绩。中国科学院高能物理研究所的科研人员2003年提出设想，利用我国大亚湾核反应堆群产生的大量中微子来寻找区别于麦克唐纳和梶田隆章的第三种中微子振荡，并提出了实验和探测器设计的总体方案。2012年，他们终于在大亚湾中微子实验中发现了一种新的中微子振荡，并测量到其振荡概率为9.2%。这一重要成果是对物质世界基本规律的一项新的认识，对中微子物理未来发展方向起到了决定性的作用，并将有助于破解宇宙中“反物质消失之谜”。

大亚湾中微子实验是中国基础科学领域目前最大的国际合作项目，由中国、美国领导，有俄罗斯、捷克、中国香港和中国台湾科学家共同参与。整个项目建有总长3千米的隧道和3个地下实验大厅。三个实验大厅共放置8台中微子探测器，每台探测器高5米、直径5米、重110吨，均置于10米深的水池中。2015年11月8日，“科学突破奖”颁奖仪式在美国加州圣何塞举行。王贻芳领导的大亚湾反应堆中微子实验团队获得“基础物理学突破奖”，这也是中国科学家首次获得该奖项。

在美国《科学》杂志公布的2012年度十大科学突破中，大亚湾中微子实验发现第三种中微子振荡模式的成果上榜。《科学》杂志对此的评价是：“如果物理学家无法发现超越希格斯玻色子的新粒子，那么中微子物理可能会代表粒子物理学的未来。大亚湾实验的结果可能就是标志着这一领域起飞的时刻。”

中微子振荡有啥用

多年从事大亚湾反应堆中微子实验、中科院高能物理研究所研究员曹俊告诉记者，“中微子超光速”是现有物理理论无法解释的反常现象，有可能意味着爱因斯坦的相对论面临挑战，也有可能意味着中微子或时空有某些未知的特性。中微子的实验研究大致可以分成两类,一类是中微子振荡研究,另一类是非振荡物理,包括绝对质量的测量、无中微子双b衰变、寻找惰性中微子、寻找非标准相互作用和反常磁矩,以及中微子天文学等。研究物理的科学方法有许多,经常用到的有观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、转换法、控制变量法、模型法、科学推理法等.研究某些物理知识或物理规律,往往要同时用到几种研究方法.如在研究电阻的大小与哪些因素有关时,我们同时用到了观察法（观察电流表的示数）、转换法（把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小）、归纳法（将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起）、和控制变量法（在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积）等方法.可见,物理的科学方法题无法细致的分类.只能根据题意看题中强调的是哪一过程,来分析解答.下面我们将一些重要的实验方法进行一下分析.一、 控制变量法物理学研究中常用的一种研究方法——控制变量法.所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题.可以说任何物理实验,都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究.如：导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系,中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系,而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下,研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系,分别得出实验结论.通过学生实验,让学生在动脑与动手,理论与实践的结合上找到这“两个关系”,最终得出欧姆定律i＝u/r.为了研究导体的电阻大小与哪些因素有关, 控制导体的长度和材料不变,研究导体电阻与横截面积的关系.为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,保证压力相同时,研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系.。

梶田隆章表示：自己所从事的这项研究，不是那种马上会有什么用处的研究。这项研究成果属于满足人们好奇心的研究，为解释宇宙起源和演化之谜能提供一定的线索。历史上很多意义重大的科学发明都起源于人们的好奇心，每个科学发现或许起初缺乏实际用途，但从长远来看都会对现实生活发生重大影响。

当时，中微子被视为神秘的“幽灵粒子”：它遍布我们周围，却直接穿透各种物质，还会在β衰变中带走能量。宇宙开始的纵向发展时，宇宙意识原始个体之“我”用意念阻止自身滑向无底深渊的同时又震醒了四周无数个“我”，其实是意念的感染分割了整体的宇宙意识所形成个体的“我”粒子（前面的“二代我”是创造，这里的“我”是复制，是切割宇宙意识的复制），从宇宙意识中切割复制出的“我”粒子与宇宙意识原始的“我”粒子具有相同的特性，同样创造出“中微子”中微子可以振荡的最重要推论是，同样震醒与感染其它“我”粒子，当四周“我”粒子增加到饱和状态时，“我”不再做阻止的动作，因为“我”已不再孤单，怕的天性自然消失，中微子还在无知无觉中继续它的光速运动。不过恒星全部熄灭之后，宇宙背景并没有变成漆黑一团，因为不会衰老的光速粒子（光子和中微子）脱离光源之后还在超圆体宇宙中永不停息地奔波，照亮了宇宙消亡后留下的太空尘粒。

有关中微子的研究还有利于揭示太阳能量之谜。科学家认为，太阳的能量来自核心区的核聚变;核心区产生的热能要经过10万年，才能传递到太阳表面，变成我们能感知的光和热。要验证这个理论机制，似乎是一件无法完成的任务，因为人类的探测器连地心都不可能抵达，更不用说太阳核心了。然而，中微子可以轻松地从太阳核心穿过，通过探测来自太阳的中微子，就可以想办法揭示太阳核聚变之谜，有利于将来更好地在地球上实现人工核聚变。

宇宙射线穿越大气时会产生大量中微子

诺贝尔奖评选委员会在声明中称：梶田隆章与阿瑟·麦克唐纳的研究成果促成了人们对“粒子世界的一次认识蜕变”。两人的发现同时改变了人类对物质内层运作的看法，并将验证我们对于宇宙的理解。目前，全世界围绕中微子展开的种种实验与研究才得以继续热烈地进行下去。逐渐涌现的成果让我们相信，中微子即将带来的发现，将改变人类对于历史、科学乃至整个宇宙未来命运的认识。

2015年诺贝尔物理学奖获奖者简介

阿瑟·麦克唐纳，生于1943年，加拿大物理学家。1964年在加拿大达尔豪西大学获物理学士，1965年获硕士学位，并在美国加州理工学院获物理学博士学位。1970-1982年任加拿大渥太华的乔克·里弗核实验室研究员。1982-1989年在美国普林斯顿大学任物理学教授，后加入加拿大女王大学，目前是女王大学大学研究主席。

梶田隆章，生于1959年，日本物理学家、天文学家。在日本埼玉大学获得物理学学士，在东京大学获得理学博士。历任东京大学宇宙线研究所助手（1988年）、副教授（1992年）、教授（1999年）。现任东京大学宇宙线研究所所长，同时兼任该所附属的宇宙中微子观测信息融合中心负责人。