太阳中微子（太阳中微子）

正文

补充说明

μ子

三代輕子-内部结构模型图

1936年，安德森和尼德迈耶在实验上确认了一种新粒子，其质量是电子质量的207倍，这就是后来被称为μ子的粒子。μ子是不稳定的粒子，它衰变成电子、一个中微子和一个反中微子，平均寿命为百万分之二秒。

计算：207*0.107561863=22.2653056 d

22.2653056^(1 / 3) = 2.81325794   　直径 2.5 的电中子球，可看作３*３*３正方体削去８角，共２１个

散质量　１.2653056

衰变为电子，中微子，反中微子，衰变中有没有光子释放？如果没有，206个电子质量消失了？22个电中子消失，（电中子如果存在，一定能被检测到。），0.2653056　化为一电子２正反中微子。

介子-内部结构模型表

汤川最初提出的介子的电荷是正的或负的。1938年，凯默基于实验上发现的核力的电荷无关性的事实，发展了稍早些时候出现的同位旋的概念，建立了核力的对称性理论。

1947年，孔韦尔西等人用计数器统计方法发现μ子并没有强作用。1947年鲍威尔(C.Frank.Powell，1903-1969)等人在宇宙线中利用核乳胶的方法发现了真正具有强相互作用的介子，其后，在加速器上也证实了这种介子的存在。

μ子并没有强作用？

就在1947年，罗彻斯特和巴特勒（C.Butler，1922-）在宇宙线实验中发现v粒子(即K介子)，这就是后来被称为奇异粒子的一系列新粒子发现的开始。由于它们独特的性质，一种新的量子数——奇异数的概念被引进到粒子物理中。在这些奇异粒子中，有质量比质子轻的奇异介子，有质量比质子重的各种超子。在地球上的通常条件下，它们并不存在，在当时的情况下，只有借助从太空飞来的高能量宇宙线才能产生。

１９４４年，法国物理学家们在研究宇宙射线时，注意到一种云雾室径迹，它表征了一种新粒子，其质量大约为电子质量的１０００倍，因此大约为质子重量的一半，

107.561863    直径　4.75575462

99 + 8.561863 或 105+2.561863

π介子-内部结构模型图

鲍威尔在研究粒子的径迹时，也发现了一种介子，这种介子比早先发现的那种μ介子重，称为“π介子”(π子)，它恰恰具备汤川秀树预言的那种粒子的性质。

这些新的μ子、π子是非常不稳定的粒子，它们形成之后存在不了多长时间，π子大约只能存在一亿分之二点五秒，然后便分裂成较轻的μ子。当它形成时，通常总是以每秒成千上万公里的惊人速度飞驰着，即使在十亿分之一秒钟之内，它也已经飞行了若干厘米，于是，便留下了一条径迹，这种径迹到了末端便变成另一种形式，表明π子已经消失，而由μ子取而代之。μ子持续的时间相对来讲却要长得多，它可持续百万分之几秒钟，然后，分裂而形成电子。电子是稳定的，如果没有外界的影响，它就会永恒不变地存在下去。

但是，后来发现ｖ事件是很常见的而且所有的ｖ事件都含这种特殊的粒子。因此必须找到一个新的名称。由于新粒质量介于质子和电子之间，它就属于介子族。为了将它与其他介子区分开来，就称它为“ｋ介子”，

ｋ介子非常不稳定，其寿命只有一亿分之一秒左右，然后它会以６种不同方式中的任意一种分裂，而形成更小的介子。ｋ介子的不同分裂是很重要的。因为一个ｋ介子能够以这样的方式分裂：它使得一种称为“宇称”的亚原子既可以为奇的，也可以为偶的。而在此之前人们一直认为粒子发生任何变化时，其宇称必须或者优质为奇，或者保持为偶。现在在ｋ介子发生分裂的情况下，致函发现宇称可以是奇的，也可以是偶的，这就导致了物理学理论的某种很重要的变化。

又如,π介子是玻色子，自旋为0,它可以在核内产生或被吸收。π被吸收后，至少有139.6MeV的能量交给了原子核    29.3846829 个电中子，它如果衰变再衰变结果只剩下一个电子。μ子　22.2653056 d

μ-子是只有电磁作用的“重电子”，它的质量是电子的 207倍。它在原子核外的轨道半径是电子在核外轨道半径的1/207，从它上面去“看”原子核，将会清楚得多。也许只是一个电子附带了太多能量？

μ介子的质量为电子的206.6倍，现在被正式命名为μ子，不归入介子而归入轻子一类，而π介子才是核力的媒介。

轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用，而不参与强相互作用的粒子的总称。轻子共有六种，包括电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子。电子、μ子和τ子是带电的，所有的中微子都不带电；τ子是1975年发现的重要粒子，不参与强作用，属于轻子，但是它的质量很重，是电子的3600倍，质子的1.8倍，因此又叫重轻子。（只不过是高能电子？）

同样带有超大的质量能量，有的不参与强作用，有的只参与弱作用。看来，维系粒子聚合的确存在两种能量，强力，弱力，它有各自起作用的粒子？强力结合正电子，弱力结合电子？

那么一个标准电中子，就是强力弱力正电子电子中微子反中微子构成的？

找不到多少有参考性的资料。从哪里开始思考？怎么解释质核对正电子的束缚，中子的衰变，强弱作用

轻子

轻子就是不参与强相互作用的费米子，它们参与弱相互作用与电磁作用。它们的自旋为1/2。至今实验上还没有发现轻子有任何结构，所以通常被认为自然界最基本的粒子之一。

已经发现的轻子包括电子、μ子、τ子三种带一个单位负电荷的粒子，分别以e-、μ-、τ-表示，

轻子为什么不参与强相互作用？电子为什么不参与强相互作用？所有的轻子，也许只是所带能量不同的电子？

也许，各种强弱相互作用，就是中微子的相互作用？一直觉得中微子是封闭旋转的光子。

先讲讲τ子（或τ轻子）。基本粒子的轻子家族有三个荷电成员：电子、μ子和τ子。家族中的大哥是人人知晓的电子。二哥μ子也不陌生，因为μ子从天上落到地球每个角落，是宇宙线的主要成分。τ子是迟到的，而且是个不轻的“轻子”，它的质量约为质子质量的1.8倍，1975年被美国斯坦福直线加速器中心（SLAC）的佩尔（M.Perl）实验组发现。

（只不过是所带能量不同的电子）

1995年诺贝尔物理学奖的一半授予美国加州斯坦福大学的佩尔（Martin L.Perl，1927—），奖励他发现了τ轻子①，另一半授予美国加利福尼亚州欧文（Lrvine）加州大学的莱因斯（Frederick Reines，1918—），奖励他检测到了中微子。

电子＋正电子→电子＋反μ子＋（i.p.）

电子＋正电子→正电子＋μ子＋（i.p.）

式中（i.P.）代表不可见的粒子，

反μ子就是正电子？所带能量增加到２２的正电子？

μ子就是电子，质量增加到２２的电子？

正负电子对撞后，先产生的是一对重轻子，（能量转化为质量，超重电子）即后来命名的τ子。他们设想这对正反τ子衰变得极快，离开碰撞点不到几毫米就衰变掉了，因此难以观测到。观测到的是电子和μ子，说明正负τ子衰变成了电子（正电子）或μ子（反μ子）。但是又由于衰变过程中轻子数必定守恒，在反应中除了电子中微子（或μ子中微子）还应有τ子中微子参与。于是反应的衰变产物应为：

τ子→电子（或μ子）＋几个中微子，

τ子→反μ子（或正电子）＋几个中微子

中微子的命运就是用来带走质量的，让质量从宇宙中消失。

超重电子衰变，因为电子的存在不需要中微子。

重轻子的发现不仅增添了人类关于基本粒子的知识，在理论上也有重大意义。（我认为重轻子就是重电子，超重电子。中微子就是能量质量。正负电子对撞之前，它们自身是没有带中微子的，反应后生成的所谓重轻子却衰变释放中微子，实际上就是在释放质量能量，消灭质量能量。在对撞中，中微子无中生有，是从能量转化而来的。它最终把能量偷走。怎么理解重电子衰变？就象传播光的以太粒子必须回到０位置，传播电子的以丈粒子必须回到１位置。

轻子的弱相互作用，其实就是衰变。

电子所带的多余能量，最终要还给宇宙，消失掉。所以中子衰变，实际可能是电子的多余能量消失了，而正电子呢？为什么它在强相互作用下结合到质核中？强相互作用的能量为什么不消失掉？如果正电子是真空中的空穴，它所带的能量大，表示这个空穴大，但是再大的空穴也只是一个空穴？暂停胡思乱想。

看来最关键的，还是要理解中微子是什么，有什么特性。

三代夸克及三代輕子-结构模型图

中微子的质量如此小，速度没有达到光速，却带走如此大的质量，怎么解释得通？唯一解释就是它真的把质量给偷吃掉了，消化掉了却不长肉。人们能检测到它的存在，也许是质量能量真正消失为无的时候留下的一点纪念。

光、电磁波要与物质互相作用，因为它是直线型的，中微子不与物质相互作用，因为它是弯曲成极小的球形的电磁波？

新华社北京１２月６日电“由日本、美国、中国科学家组成的实验组发现了核反应堆中微子消失的现象，在国际上首次用人工中微子源证实太阳中微子确实发生了振荡，从而最终确证太阳中微子发生振荡是其丢失的原因，揭开了‘太阳中微子丢失’之谜。”参与此项实验的我国科学家、中科院高能物理研究所研究员王贻芳６日兴奋地告诉记者。

反中微子与质子作用时会产生中子和正电子。

在一种全新的人工中微子源中发现中微子消失，且其特性与太阳中微子消失相同，从而最终确认太阳中微子发生了振荡，排除了对太阳和大气中微子消失的所有其它可能的解释。

不过当时科学家认为，探测太阳中微子几乎是不可能的。中微子可能与氯原子核发生反应生成一个氩原子核和一个电子，或水中的氢和氧原子核发生反应，产生一个电子，这个电子可引起微弱的闪光，探测这种微弱的闪光就可证实中微子的存在。

中微子与原子核反应释放电子？

探测到的中微子数目比理论预期的要少很多，仅为理论值的1/3，另外2/3的太阳中微子不见了。这就成为著名的太阳中微子失踪之谜。氯探测器只能探测中能和高能中微子，探测不到低能中微子

中微子由于受到电子的直接碰撞，其飞行方向是明确的，而反中微子受到原子核的吸引，放出正电子，其飞行方向不确定。由于原子核远大于电子，所以容易检测出反中微子。

反中微子受原子核吸引？

中微子没有通常意义上的反粒子。中微子只有左旋，反中微子只有右旋。

原子核β衰变-内部结构模型图

中微子的特性在粒子物理学理论中至关紧要。β衰变（弱作用过程）宇称不守恒就跟自然界不存在右旋中微子和左旋反中微子有关。前苏联科学家朗道最早提出中微子只具有一种螺旋度（螺旋度是表示粒子的自旋方向和动量方向之间关系的量子数），并以此作为导致弱相互作用中宇称不守恒的原因，但他没有深究下去，一次历史性的重大突破就此失之交臂。同时李政道、杨振宁和萨拉姆也分别提出类似的想法。后来实验测定中微子的螺旋度为-1，即中微子是左旋的，而反中微子是螺旋度为+1的右旋粒子，证实了上述设想。物理学理论中有这样的结论：只有零质量的粒子（以光速运动）才具有确定的螺旋度。如果中微子确实只有一种符号的螺旋度，它的质量必须是零。中微子倒底有没有静质量？如果有，静质量是多少？

据中科院高能物理研究所所长陈和生介绍，中微子是宇宙间的“隐身人”，是一种非常小的基本粒子，可自由穿过地球，几乎不与任何物质发生作用，因此很难发现和探测，它有３种类型，广泛存在于宇宙中。中微子研究是当前天体物理学领域的一大热点，美国科学家雷蒙德·戴维斯和日本科学家小柴昌俊，就是因为在探测宇宙中微子方面取得重大成就而获得２００２年诺贝尔物理学奖，但探测到的来自太阳的中微子流量却比理论计算值少得多，这就是有名的“太阳中微子丢失”之谜。

王贻芳说，来自日、美、中的近１００位科学家从今年２月开始，通过在日本神冈设置的探测器对核反应堆产生的中微子进行观测，发现了核反应堆中微子消失的现象，这意味着反应堆产生的中微子发生了振荡，变成了另外一种没有被探测到的中微子，这是首次在人工中微子源中发现中微子消失，且其特性与太阳中微子消失相同，从而排除了对太阳中微子消失的所有其它可能的解释。这次实验还首次定量给出了太阳中微子振荡参数的唯一解，同时得出了中微子质量不为零的结论。

中微子消失，解释为变成了另一种我们不知道的中微子。其实消失就是消失了，就象中微子偷吃能量质量一样，最终它把自己也偷吃掉了。

J粒子发现于1974年，对它的衰变研究是寻找新粒子的理想场所。这个新粒子就是在分析J粒子衰变到质子反质子过程中找到的，它的整个过程是：J粒子衰变到光子和这个新粒子，这个新粒子再衰变到质子和反质子对。它的质量小于质子和反质子的质量之和。

1974年，丁肇中在美国长岛的布鲁克海文国立实验所做了一个大胆的、复杂得令人

眼花缭乱的实验。他发现了一种人们完全没预料到的粒子--J粒子。他的实验改写了物理

教科书，给亚核子世界重绘了一幅崭新的图画。

1974年，里克特（Burton Richter, 1931-）领导的实验小组，在斯坦福直线加速器中心实验室进行电子-正电子碰撞实验时发现了一个形迹可疑的粒子，寿命比一般介子的合理寿命长5000倍，静止质量约是质子的3.3倍，比在此前发现的任何粒子的质量都大得多，是新的中性介子，命名为ψ。与此同时，布鲁克海文国家实验室丁肇中（Samuel Chao Chung Ting, 1936-）领导的实验小组，在观察两个质子碰撞后产生的电子-正电子对时，也有相同的发现，他们将其命名为J粒子。为表明它既是同一粒子，又是两人各自独立发现的，最后统称为J/ψ粒子。

两个质子碰撞＝电子正电子对，J粒子，3.3倍质子质量，衰变到光子+新粒子，新粒子衰变到质子－反质子对，质量却小于质子－反质子和。

目前，中外物理学家正对这个新粒子的性质和衰变特性从理论和实验上做更深入的研究和讨论

早在1928年，狄拉克便预言了反质子的存在，但证实它的存在却花了20多年的时间。根据狄拉克的理论，反质子的质量与质子相同，所带电荷相反，质子与反质子成对出现或湮没，用两个普通的质子碰撞便可获得反质子，但反质子的产生阈能为6.8GeV。1954年，在加利福尼亚大学的劳伦斯辐射实验室，建成了64亿电子伏的质子同步稳相加速器，这为寻找反粒子提供了条件。1955年，张伯伦和塞格雷用上述加速器证实了前一年人们所观测的反质子的存在。由于反质子出现的机会极少，大约每1000亿高能质子的碰撞，才能产生数量很少的反质子，因而证实反质子的存在极为困难。1955年他们这个实验小组测到60个反质子。由于偶然符合本底不大，记数系统虽不算好，但较为可信。

正反粒子-内部结构模型图

不久他们又发现反中子。尽管高能粒子打靶时也能产生反中子，但是由于反中子不带电，更难从其他粒子中鉴别出来。他们是利用反质子与原子核碰撞，反质子把自己的负电荷交给质子，或由质子处取得正电荷，这样，质子变成了中子，而反质子则变成了反中子。

反质子是什么东西？如果原子核中大部分是强力，正中微子，正能量，两个高能质子相撞，其中的强力，正电微子，正能量，变成了反强力，反中微子，反能量？正能量变为反能量需要消耗能量？

质子对撞产生了正负电子对，应该是质核所带的两个正电子对撞产生的结果吧？质核对撞，又撞出正负质核。

单独两个电子对撞也应该能产生正电子吧？宇宙如果可以分成上下两面，质子相撞就是一个质子把另一个质子撞到了宇宙的另一面。电子相撞也是这样。释放光子是因为从宇宙的一面穿到另一面，所导致的以太粒子振动

An.Lee的看法可能更加激进一点，但可能是非常正确的。他认为，中微子就是由正负电子结合的产物。他归纳说：正负电子可组成为一正一负两个自绕一组的稳定结构，也可以两对正负电子组成四个一组具有相互传递缠绕的稳定结构，还可以组成为六个一组的具有立体空间相互缠绕的稳定结构。

这个人的想法跟我完全相同啊，只是我把那个取名为电中子，是有质量的，另外我认为要偶数个组合才稳定

如果说世界上的所有物质都是由正负电子组成的，－－－看来还是有人跟我一样认为世界由正负电子构成

太阳的核聚变产生大量的中微子，戴维斯领导的太阳中微子实验，在30年的探测中共发现了约2000个来自太阳的中微子，但与理论计算值相比，流量只有不足一半，这就是有名的“太阳中微子丢失”之谜。

跟正电子电子对湮灭有时变成２个光子，有时变成３个光子一样的道理吗？中微子释放，有时候完全消失，有时候留一点遗迹让你知道它的存在。正负电子湮灭，只是能量形式的转化。中微子释放，是能量的消失。电中子转化为能量，

中微子振荡

倘若中微子具有质量并且它们的质量互不相等，就应该存在中微子混合现象。

自然界中存在3种不同类型的中微子，太阳内部核反应产生的中微子是电子型中微子，这种中微子的产生是与电子相关联的。另外两种中微子是mu子中微子和tau子中微子，它们可以在加速器或者爆炸的星体中产生，分别与带电的mu子和tau子相关联。

1964年，雷蒙德·戴维斯(Raymond Davis)和约翰·白考(John Bahcall)提出了一个实验方案来检验提供太阳能量的核反应到底是不是图1所描述的聚变反应。约翰·白考和他的同事利用一种精细的计算机模型计算了不同能量的太阳中微子数量。由于太阳中微子会与氯元素发生反应释放出放射性氩原子

泡利最初提出的是电子中微子。μ子中微子和τ子中微子分别于1962年和1975年发现。这三种中微子分别与电子、μ子和τ子三类轻子过程相关。中微子振荡的可能性也在1950年代末提出。

Reines等人当年的探测是利用逆Beta衰变效应，反中微子与质子作用时会产生中子和正电子。现今这一方法也被核物理学界广泛采用。而μ子中微子的发现采用的是另一种方式，是探测高能中微子与物质的作用，常为加速器使用。