龐學林對中微子探測器很感興趣,確切地說,他對中微子很感興趣。
中微子的發現,和歷史上著名的β衰變能量失竊案有關。
二十世紀二十年代,物理學家們發現,中子在衰變成質子和電子(β衰變)時,能量會出現虧損。
當時哥本哈根學派鼻祖尼爾斯·玻爾據此認為,β衰變過程中能量虧損,預示著能量守恒定律失效。
1931年春,國際核物理會議在羅馬召開,當時世界最頂尖的核物理學家匯聚一堂,其中就有海森堡、泡利、居里夫人等。
泡利在會上提出,β衰變過程中能量守恒定律仍然是正確的,能量虧損的原因是因為中子作為一種大質量的中性粒子在衰變過程中變成了質子、電子和一種質量小的中性粒子,正是這種小質量粒子將能量帶走了。
泡利預言的這個竊走能量的“小偷”就是中微子。
但當時的物理學界,還沒有實驗能夠證明中微子的存在。
直到1956年,美國物理學家柯萬和萊因斯等第一次通過實驗直接探測到了中微子。
中微子也首次在世人面前展露真容。
中微子是輕子的一種,是組成自然界的最基本的粒子之一,中微子不帶電,質量極小,自旋為1/2,質量非常輕(有的小于電子的百萬分之一),以接近光速運動,與其他物質的相互作用十分微弱,幾乎不與其他物質作用,在自然界廣泛存在。
它能自由地穿過人體、墻壁、山脈乃至整個行星,難以捕捉和探測,因而被稱為宇宙中的“隱身人”。
太陽內部有弱相互作用參與的核反應每秒會產生10的38次方個中微子,暢通無阻的從太陽流向太空。每秒鐘會有1000萬億個來自太陽的中微子穿過每個人的身體,甚至在夜晚,太陽位于地球另一邊時也一樣。
在后來提出的標準模型中,構成物質世界的最基本的粒子有12種,包括了6種夸克(上、下、奇、粲、底、夸克頂,每種夸克有三種色,還有以上所述夸克的反夸克),3種帶電輕子(電子、μ子和τ子)和3種中微子(電子中微子,μ中微子和τ中微子),而每一種中微子都有與其相對應的反物質。
但目前,在中微子身上,依舊存在著很多的謎團。
首先,中微子的質量還沒有直接被測到,大小同樣未知。
其次,中微子和它的反粒子,也就是反中微子,是否為同一種粒子也不得而知。
第三,中微子振蕩還有兩個參數沒有被測到,而這兩個參數可能和宇宙中的反物質缺失之謎有關。
第四,中微子到底有沒有磁矩等等。
在現實世界,這幾個問題但凡有一種能夠得到解答,諾貝爾獎基本上都是手到擒來的事。
……
花了一周的時間,龐學林刷完一百篇論文,結果他發現,自己心中積累的問題更多了。
這個世界對中微子的研究,遠遠比他想象得要深入的多。
他不得不將中微子探測器的事放在一邊,把注意力重新放在了任務上。
幸運的事,這個世界在量子計算機和人工智能的研究上,并沒有比現實世界領先多少。