惊奇：中微子竟是“阿飘”，谁让鬼神戴上了科学桂冠？

最近，央视的一则报道谈到了我国正在建造的广东江门中微子实验基地，对中微子这种宇宙神秘粒子进行了一番描述，认为中微子是宇宙中最多的基本粒子之一，影响着宇宙的起源和演化。由此，引发了一波广泛议论，一些网友将这种看不见摸不着的幽灵粒子戏称为“阿飘”。

为此有人脑洞大开，纷纷秀出自己对这种神秘莫测粒子的想象：难怪三更半夜总觉得有东西飘过，原来是阿飘在穿墙；鬼怪终于有了一个高大上的名字~中微子；这些中微子大概是咱们的老祖宗吧，过了若干年，俺们也将称为阿飘在这世间游荡......

本来，“阿飘”一说只是网友们对这种幽灵粒子的调侃，但一些神棍们却认了真，认定终于为“科学的终点是玄学”找到了证据，认为所谓“阿飘”就是鬼神，人类从古到今鬼神的传说终于有了科学的依据。神棍们的理由是，鬼神也是看不见摸不着的，但有时候又会露出真容，现在科学终于证实了鬼魂真的存在。

宇宙本质的探秘与玄学和鬼神本来是风马牛不相及的事情，穷途末路的神棍们却常常把科学发现当作救命稻草。随着科学进步，神鬼玄说越来越没了市场，奄奄一息，就总想抓住科学的外衣，隔三岔五有什么科学新发现，就借机攀附闹那么一出，还真的常常诱骗了一些不明真相的吃瓜群众。

为了以正视听，今天时空通讯就再来通俗地说说中微子是咋回事。

其实，中微子并非最近才发现，科学家们探究这种粒子的历史已经有上百年了。早在上世纪二十年代，科学家们在对放射性研究中就发现，物质在β衰变过程中，释放出来由电子带走的能量并不与失去的能量一致，有一部分能量失踪了，这违反了能量守恒定律。1930年底，诺贝尔物理学奖得主泡利提出了一个假设：除了电子之外可能还有一种难以探测到的粒子，带走了一部分能量。

1931年春，国际物理会议在罗马召开，出席者科学群星璀璨，诺贝尔奖得主海森堡、泡利、居里夫人等科学巨擘都到会，泡利就是在这次会议上提出了上述理论，并将这种粒子命名为“中微子”，预言就是这个“小偷”窃走了能量。

此后，科学家们就一直设法试图通过观测找到这种粒子，但这种“幽灵”粒子太难抓住了。一直到1952年，才间接观测到了这种粒子的存在，1956年直接探测到了中微子！当然，说是“直接”，但人们至今都没有真正地看到这种粒子，只是在探测器里探测到了这种粒子的信号而已。为此，首次探测到中微子信号的美国物理学家柯万（Cowan）和莱因斯（Reines）获得了诺贝尔物理学奖。

此后，科学家们一直持续不断地研究着中微子，不断发现了中微子地一些特性和种类，以研究中微子而获得诺贝尔奖的科学家不断出现，他们是：

1962年，美国莱德曼·舒瓦茨和斯坦伯格发现了第二种中微子——μ中微子，获1988年诺贝尔奖；1968年，美国戴维斯发现太阳中微子失踪，获2002年诺贝尔奖；1987年，日本小柴昌俊实验观测到超新星中微子，获2002年诺贝尔奖；1998年，梶田隆章在日本超级神岗实验中，以确凿证据发现中微子振荡现象，获2015年诺贝尔奖；2001年，加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳证实失踪的太阳中微子转换成了其它中微子，获2015年诺贝尔奖。

随着研究探测的深入，人们对中微子的了解越来越多。首先是确定了这种物质的真实存在，且在宇宙中包括我们的周围无处不在；其次这种物质很多，多到每秒钟都有数万亿个中微子穿越我们的身体；再次，这种物质体积和质量极小，且不带电，因此无法被直接观测到；再再次，这种物质运动极快，接近光速。

中微子是由多种核反应产生的，主要包括恒星内部的核聚变反应、超新星爆炸和放射性衰变。因此，太阳等恒星内部的核聚变、超新星爆发、核反应堆、粒子加速器等都会产生大量中微子。

中微子在宇宙中无处不在，为啥人们就观测不到呢？这就得说说人类对世界是如何感知和观测的了。科学家早就揭示了我们世界存在着四种基本力，即引力、电磁力、强力、弱力，这四种基本力约束着整个世界从宏观到微观得一切运动。而人类之所以能够“看到”和触摸到，主要是依靠电磁相互作用力，如光和机械波。

但中微子呈现电中性，也就是不带电，在四种力中只参与引力作用力，其他三种力都不具备，也就几乎不与任何物质发生作用。因此，中微子视任何可见物质都似无物，任何物质都无法约束它，它以接近光速的速度穿越一切物质，就是地球和太阳，也会一穿而过，既不产生光也不产生震动。

中微子虽然有引力，但由于其质量极小，引力作用力的现象也就极微弱，因此也难以捕获和监测。因此，每时每刻都有亿万中微子从我们的身心和眼中穿过，我们毫无感觉。

那么，为什么科学家们又能够观测到中微子的信号呢？这就是万事都有特例，前面说的中微子穿越物体时几乎毫无感觉，这里面有个“几乎”，这个“几乎”的意思就是有那么几个中微子会“叛逆”，特立独行地与原子核发生“碰撞”，这个概率只有100亿分之一。

也就是100亿个中微子可能有1个中微子会与我们可见的物质发生电磁相互作用，给科学家们留下了一个研究它的空间。中微子个体数量无限多，巴掌一伸，就有成千上万亿个中微子穿越，也就有那么几个会与我们手掌的电子发生碰撞，只要观测到这种碰撞，就知道中微子的存在了。

但问题是，这种观测很难很难。宇宙中除了中微子，还有很多射线粒子，包括宇宙射线粒子每天都在穿越各种物质，这些射线都带电，因此与物质碰撞的机会大多了。要在无数多的微观物质碰撞中，去发现极其微量的中微子碰撞轨迹，实在不亚于大海捞针。

那么，如何分辨其他射线粒子与中微子粒子与物质作用的信号呢？根据中微子无障碍穿越的本领，科学家们就开始深挖洞，在数百米乃至数千米的地底下来捕捉中微子。挖洞的目的是过滤掉哪些并非无障碍穿越的粒子，流下中微子，因此挖得越深，其他粒子穿越得可能性就越小，而中微子却不受影响。

因此，在足够深层的地底下或冰下，只要做好陷阱，也就是装置好一些纯净的物质在那里守株待兔，就能够捕捉到中微子“个例”的一些信号。

能够穿越到足够深层地底的宇宙粒子，就只有中微子和极少量高能量宇宙射线了，这样分辨出哪些是宇宙射线，哪些中微子就有可能了。当然，被陷阱“捕捉”到得中微子，也不是真的抓住了中微子，而是中微子与陷阱中的物质发生相互作用，留下一些轨迹，就是所谓的信息。

中微子与物质碰撞时，尽管相互作用极弱，但仍会激发微弱的光，当这种信号被光电倍增器放大后，就会在仪器上显示出来。科学家们通过分析中微子碰撞的独特信号，如光速运动特有的“切伦科夫辐射”，就能将其与其他高能粒子产生的信号区分开来，从而识别出哪些是中微子的轨迹，分析得到这个中微子来自何方，在遥远的宇宙深处发生了什么事件。

深藏在700米地下的江门中微子实验中心探测器，就是为了捕捉触网的中微子的。其主体是一个世界最大的单体有机玻璃球，直径达35.4米，上面镶嵌着数万个看起来像灯泡的光电倍增管，其中20英寸的2万个，3英寸的2.5万个。这个大有机玻璃球连接着极其复杂的电子元件及电缆、线圈、隔光板等部件，装有2万吨液体闪烁体（简称“液闪”），并被安置在盛有3.5万吨超纯水的大池子中。

当大量中微子不断地穿越这个巨大的“陷阱”时，就有那么几个和“液闪”里密布的氦核发生反应，产生正电子和中子，这些信号就会通过光电倍增器放大，从而让仪器显示出来。

虽然说得很轻巧，实际上探测到中微子还是很难的。江门这种数万吨的试验装置，每天也只能探测到60个反应堆中微子、4个大气中微子、1个地球中微子、90个太阳中微子。而700米地层虽然将宇宙射线强度降低了20万倍，每天还是会有10万个来到这里。科学家们必须从这些干扰中分辨出哪些是中微子信号，以及这些中微子来自哪里。

世界上比较著名的中微子实验装置有：美国建造的冰立方，位于南极2500米深的冰层底下，占地面积约1平方公里，是世界上最大的中微子探测器，主要用于探测宇宙中高能中微子；日本的超级神冈探测器，建造在深达1000米的废弃矿井中，主要探测中微子的“味”和振荡现象；大亚湾中微子实验室，位于3000米隧道深处，距地面深度约100米，主要用于追踪反中微子；即将完工的江门中微子实验室，当然也名列其中。

由此可见，虽然中微子依然是现代科学很难探测到的粒子，但早已经揭开完全神秘的面纱，其信号已经在世界各地被科学家们所捕捉和研究。

人们刚刚发现中微子时，曾经认为神秘的暗物质就是中微子。但中微子虽然很多，其质量却极小。研究认为，宇宙中的中微子只占有宇宙总质能的0.0035%。而宇宙总质能分配中，暗能量占据了68.3%，暗物质占据了26.8%，可见物质占据了4.9%。因此，这点中微子根本无法解释左右宇宙天体引力的暗物质。

综上所述，所谓中微子就是民间传说的“阿飘”完全是胡扯，由此而攀扯“科学的终点是玄学”更是愚昧无知的鬼话。科学证明，中微子就是宇宙中实实在在存在的一种物质，只是这种物质几乎不带电，因此不受电磁作用力束缚，而人类观测一切事物恰恰主要是利用电磁作用力进行的，比如声光电等现象，因此，中微子就很难被人观测到而已。

或许有人认为，研究中微子这种虚无缥缈的东西毫无价值，或许对普通人来说是这样，但对于担负引导人类文明走向和生存的科学事业来说，则是非常重要的一件事。因为通过对中微子的深入研究，很可能会发现许多宇宙最深层的秘密，从而逐步揭示宇宙诞生和演化的真相，对人类未来的生死存亡至关重要。

相信随着研究和发现的深入，总有一天中微子这个“阿飘”的真面目会大白于天下，让我们期待。

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