科学家宣布揭示太阳中微子失踪之谜

加拿大、美国和英国科学家宣布，他们在加拿大进行的中微子观测实验已经获得初步结果，揭示了长达 30 年的太阳中微子失踪之谜。

有关新闻公报说，新的观测结果表明，目前关于太阳活动的理论模型并没有错误，关于中微子的理论则需要修正。

中微子是一种不带电、质量极小、穿透力极强的基本粒子，它有三种类型，分别是电子中微子、μ(缪)子中微子和τ(涛)子中微子。太阳的热核反应会释放出大量的电子中微子。

科学家从 20 世纪 70 年代就开始测量抵达地球的中微子，然而有关结果仅为根据太阳活动理论算出的几分之一，看上去好像有大量来自太阳的中微子“失踪”了。这就是所谓的“太阳中微子失踪之谜”，它意味着目前的太阳活动理论或中微子理论至少有一个存在问题。

科学家们在加拿大安大略省萨德伯里的一个镍矿中建造了一台中微子探测器，称为“萨德伯里中微子观测站”(SNO)。这一观测站于 1999 年开始运转，第一阶段的测量工作已于不久前结束。

研究人员将新的数据与以往研究成果相结合，发现太阳释放出的电子中微子在旅途中有一部分转变成了其它类型的中微子，事实上太阳产生的中微子数目与目前太阳模型预言的非常吻合。确定太阳产生的电子中微子会转变成其它类型的中微子，对在微观层面上全面理解宇宙有着重要意义。根据当代物理学的标准模型，这种形式的中微子类型转换是不会发生的。理论物理学家必须寻找更好的解释，来把这些新成果融合进去。

科学家还说，这项新研究还表明中微子确实是有质量的。将新数据结合以往的研究，能够确定中微子质量的上限。尽管宇宙中有许多中微子，但中微子质量上限表明它们只占宇宙物质和能量总数的一小部分。

萨德伯里中微子观测站位于地下 2000 米处，体积相当于一座 10 层大楼。它使用 1000 吨超纯重水，通过观察中微子与重水发生反应变成质子的过程，来探测抵达地球的太阳电子中微子数目。由于中微子很难与其它粒子相互作用，因此该观测站平均每天只能捕捉到 10 个中微子的踪迹。