上一期【幽靈粒子】欄目，咱們提到物理學(xué)大師泡利預(yù)言了中微子的存在。在預(yù)言的時候，他還說自己給人類科學(xué)家創(chuàng)造了一道難題，因為這個粒子不可能被觀測到。
尷尬的是，在他臨終前兩年，中微子就被發(fā)現(xiàn)了。到處懟人的泡利，就這么被打臉了。
不過，中微子的發(fā)現(xiàn)過程，的確是充滿了艱辛。泡利雖然被打臉，但他的說法，還是有道理的。
中微子之所以難以觀測，就在于它幾乎不和其他粒子發(fā)生任何反應(yīng)。
這里，我們就要說說“觀測”這個詞的本質(zhì)了。說得俗一點，觀測就是看的意思。什么叫看？有人說：睜開眼睛就叫看唄。其實，這都不是本質(zhì)。所謂的看，是被看的物體表面有光子射出（直接或者反射），進入到我們的眼睛，然后傳遞到我們的大腦，大腦再成像的一個過程。也就是說，之所以我們能看見，是因為人類體內(nèi)有物質(zhì)可以接收這些光子。
可是，中微子不一樣，從看的方面來講，本身就是不可能的，因為任何物體都攔不住它。當(dāng)它射到眼睛的時候，不會像光子一樣起作用，而是直接穿透我們的身體，然后離開。揮一揮衣袖，不帶走一片云彩。
不僅眼睛看不見，設(shè)備也看不見。因為，中微子對電磁力也免疫（實際上光是一種電磁波，我們看東西的本質(zhì)是感受其電磁波），所以通過電磁力是無法觀測中微子的。所以即使是最精密的設(shè)備，也只能對中微子毫無辦法。另外，中微子也幾乎不與普通粒子產(chǎn)生弱相互作用，更加提升了檢測的難度。
難怪預(yù)言者泡利自己就說：我可能給人類出了一道難題，大家根本無法檢測這種粒子。
沒有檢測不到的粒子，只有不夠精密的設(shè)備，或者不夠聰明的辦法。
誰也想不到，這個難題，竟然是被當(dāng)時處在抗日戰(zhàn)火中的中國科學(xué)家解決的，他就是王淦昌。
王淦昌作為中國核科學(xué)的奠基人和開拓者，兩彈一星元勛，這一生的成就是非常偉大的。令人遺憾的是，他促成了兩次諾貝爾物理學(xué)家，自己卻與諾獎無緣。第一次就是在1391年時，還在德國攻讀研究生的他提出了發(fā)現(xiàn)中子的實驗設(shè)想。次年，英國科學(xué)家查德威克按此思路進行實驗發(fā)現(xiàn)了中子并獲得諾貝爾獎。第二次，就是因為中微子。同樣的，他提出了方法，而被別人借鑒。（1959年的時候，他發(fā)現(xiàn)了反西格馬負超子，卻沒有發(fā)表論文，第三次錯過了諾貝爾獎。）
在德國讀書的時候，正好也是泡利提出中微子假說、費米完善的時期。那個時候，王淦昌就對中微子非常感興趣。在戰(zhàn)火紛飛的中華大地上不斷輾轉(zhuǎn)的同時，王淦昌還堅持著自己的科研。1941年，在發(fā)表于美國的《物理評論》雜志上的論文《關(guān)于探測中微子的一個建議》中，他提出了K層電子俘獲的方法，認為這是發(fā)現(xiàn)中微子的有效手段。
其實，王淦昌最初是想把文章發(fā)表在國內(nèi)的，可惜當(dāng)時《中國物理學(xué)報》退回了他的文章，所以只好發(fā)表到國外。
次年，美國物理學(xué)家艾倫就利用這個方法進行了實驗，基本確認了中微子的存在。
不過，一直到10年后的1952年，艾倫和羅德巴克再一次進行了實驗，得到了極其完美的結(jié)果。至此，利用王淦昌的方法，人類終于確定中微子不只是假設(shè)，而是實實在在的粒子。
當(dāng)然，K層電子俘獲也不是唯一發(fā)現(xiàn)中微子的方法。1956年，美國物理學(xué)家萊因斯和科恩在經(jīng)過5年的努力奮斗后，終于發(fā)現(xiàn)了中微子。
他們的方法，是利用氯化鎘和水來尋求反應(yīng)：中微子+質(zhì)子 中子+正電子。這里的正電子會和水里的電子發(fā)生湮滅現(xiàn)象，然后體現(xiàn)在光電倍增管，以證明實驗的發(fā)生。而這個反應(yīng)的發(fā)生，要在核反應(yīng)中最容易出現(xiàn)。
如果用東北話來形容這倆人，那就是：虎。他們想了想，決定：咱倆用原子彈研究中微子吧！不過，這個決定也不僅僅是他倆想的，這也是出自于費米的建議。為了實驗，連命都不要了。不知道別人怎樣，反正我是服了。
好在，后來在別人的提點下，他們突然意識到，好像也不用這么玩命，我們找一個核反應(yīng)堆不就行了？
在一個核反應(yīng)堆旁邊安放裝置（水和液體閃爍體），最終檢測到了極少量的中微子（后來人們意識到，其實他倆發(fā)現(xiàn)的是中微子的反物質(zhì)粒子——反中微子，當(dāng)然前面的反應(yīng)方程也應(yīng)該改成反中微子）。至此，中微子正式和人類見面。
這項發(fā)現(xiàn)，可以說是轟動性的發(fā)現(xiàn)，證明了泡利的預(yù)言，帶領(lǐng)人們認識到了新的粒子。奇怪的是，關(guān)于這次科學(xué)發(fā)現(xiàn)的諾貝爾獎，一直磨蹭到了1995年才頒發(fā)，搞得我一度懷疑是不是1995年實在沒有誰值得領(lǐng)獎，才想起來這陳年舊事。更尷尬的是，科恩在這個時候已經(jīng)“等”死了，只有萊茵斯去領(lǐng)了獎?？磥聿粌H是藝術(shù)界，科學(xué)界也得活得久才行啊。
中微子被正式發(fā)現(xiàn)后，世界各國的科學(xué)家紛紛加入，想要觀測這種幽靈般的粒子，并為此建立了許多的實驗室。奇怪的是，這些實驗室，無一例外都深深地埋藏在地下，好好的科研人員，竟然變成了地下工作者。那么，科學(xué)家為何一定要在地下去研究中微子呢？咱們下一期再說~
