中微子振蕩現象：揭示了微觀世界一個全新的規律

2015年諾貝爾物理學獎頒給了日本的梶田隆章和加拿大的阿瑟·麥克唐納，表彰他們發現中微子振蕩現象，證實中微子有質量。它揭示了微觀世界一個全新的規律，對宇宙和天體的起源與演化也有重大影響。從1957年提出想法，到2002年通過大氣中微子實驗、太陽中微子實驗、反應堆中微子實驗確立，中微子振蕩現象探測發現，一波三折、令人驚奇。

太陽的能量來源太陽的光和熱滋潤了萬物生長。科學家們長久地思考，它的能量是哪裡來的？太陽對我們太重要了，它表面上的一點漣漪——太陽黑子，也會對我們的生活帶來可觀的影響。幾百年前，有人說跟煤燃燒一樣。一百多年前，有人說是引力釋放的能量。直到幾十年前，科學家們仍在爭論這個問題。二十世紀初物理學的突飛猛進，讓英國的愛丁頓提出了更合理的假說：太陽的能量來自氫核聚變。接下來的二十年，一個又一個的理論困難被解決，到1939年，德國科學家貝特等人提出了完整的機制：氫核通過質子-質子鏈反應和碳-氮-氧循環反應，聚變成氦原子核，從而釋放出巨大的能量。

得不到實驗檢驗的理論只能算是一種假說。現在我們有一個聽起來幾乎完美的答案，怎麼才能檢驗它對不對呢？核聚變只能發生在太陽核心很小的一片區域，那裡的溫度和密度遠遠高於外層，才能讓聚變反應得以發生。產生的熱能要經過10萬年，才能傳遞到太陽表面，變成我們能感知的光和熱。要驗證這個理論機制，似乎是一件無法完成的任務，就算是腳下的地球，我們至今也不能深入核心去探究。

幸好有一種神秘的粒子，它可以輕鬆地從太陽核心穿出，告訴我們太陽的秘密。它叫中微子。1930年，奧地利科學家泡利為解釋核衰變中能量似乎不守恆的現象，預言了這樣一種「永遠找不到」的粒子。26年後，費盡千辛萬苦，科學家還是在核反應堆旁找到了中微子存在的證據。假如貝特的理論是正確的，我們可以根據太陽釋放的能量，精確地計算出太陽釋放出多少中微子，以及它們的能量分布。計算得到的數字讓人驚訝：儘管地球離太陽這麼遠，每一秒鐘依然有3億億個太陽中微子穿過每個人的身體。

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