中微子问题探讨

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1、中微子问题探讨来源:互联网时间：2007-9-1814:06:07摘要：本文首先分析了中微子不具有电磁质量，只有引力质量，参为引力作用和弱相互作用，不参与电磁作用和强相互作用，提出了中微子就是广义相对论中提出的引力波，使广义相对论的的基础更加牢固，提出了中微子不具有时间量子属性，不满足Lorentztransformation,与Lorentztransformation不矛盾，宁称不守恒仍然成立。关键词：引力质量、电磁质量、中微了、弱相互作用、宇称不守恒。20世纪30年代，科学家发现原子核在衰变前后的能量不一致。瑞士物理学家泡利在1931年最先假

2、设有种新粒子“窃走了”能量。斤来的发现证明泡利的假设是止确的，物理学家费米遂将这种微小的中性粒了称为屮微了。中微了质量可能只有电了的百万分Z一，是亚原子粒子中“最腼腆”的粒子，因为它们无处不在、以光速E奔，却儿乎不与周围的物质作用。在自然界里，小微子产生于太阳内的放射性衰变过程，或者宇宙射线中。中微子是基本粒了小的成员，分为三代。本世纪六七十年代，格拉肖、温伯格和萨拉姆三位科学家对基本粒子进行了分类，提出粒子物理学的框架是标准模型，即特质由12种基本粒子构成。它们包括6种夸克和6种轻子。夸克和轻子的人小不足原子的十亿分之一。夸克包括下、上、奇、粲、

3、底、顶，共6利-轻子分为三代，第一代包括电了、电了中微了；第二代包括卩（缪了）子和卩中微了；第三代包括-了和t中微子。第一代电子小微了和第二代p中微了已分别在1956年和1962年通过实验被证实存在。量子引力和近年观测到的“基本粒了•"的整个家族的性质的最终确定在根本上是相关联的。止确的量子引力理论应当可以消除折磨着传统量子场论的无限大。由于中微子和电子都是一・种轻了，但是小微了是电屮性的，核力和电磁力都对小微了不起作用，因此实际上它与任何物质只能发牛引力作用与弱相互作用。电子（同时具有引力质量和电磁质量）参与弱相互作用，但弱相互作用的主角是中微了

4、（只具有引力质量），中微了具有波粒二象性，它的能量用hv表示。如果中微子有引力质量，那么根据Einstein的质能方程，必须把能量E*的一部分用來产生中微了，这样留给电子的能量就比E*小。泡利推算岀屮微子是没冇质量的观点是错误的，由于屮微子的引力质量非常小，因此在埃利斯的实验屮发现电子也偶尔确实会有能量为E*的情况。根据电子、放射性核和子核的旋转悄况，泡利推算出屮微子具冇自旋，是左手征的。在量子力学屮，场的能量集屮在波包屮，electricfield的能量集屮在光子中，因此引力场的能量应当集中在屮微子中。光波是electromagneticfiel

5、d（即电磁质量）的传播,机械波是中微子（即引力质量）的传播。它们具有共性，说明了电磁质量和引力质量的等价性。1978年，斯坦福大学物理学家马丁•佩尔和同事发现了T轻子，在理论上这意味着t中微了的存在，因为中微子是轻了的“前辈但是，由于T中微了儿乎没有质量，乂不带电，且几乎不与周围物质相互作用，因而一直难寻踪迹。1982年，费米实验室的科滸家用实验支持了t中微了•存在的假设。1989年，欧洲核了研究中心科学家证实t中微了是标准模型中的第三个，也是最后一个轻中微子。1994年，两个“天才设计师"加利福尼亚大学研究生维多里奥•保罗内和费米国家实验家物理学

6、家拜伦•伦徳伯格提出了建立％型中微子直接观测器'‘的构想，这一想法得到费米国家实验室的支持，并在两年后建成了观测器。从1997年起，54位來自美国、口本、希腊和韩国的科学家在费米实验室合作探测T中微子。他们用粒子加速器制造一股可能含有T中微子的中微子束，然后让中微子束穿过％中微了直接观测器"内一个约1米长的铁板靶。这一铁板靶被两层感光乳剂夹着,感光乳剂类似于胶卷，能够“记录''粒子与铁原子核的相互作用。物理学家用3年时间从靶上的600多万个粒子轨迹屮鉴定岀了4个表征i轻子存在和衰变的痕迹，这也是表明T中微子存在的关键线索。工轻子的痕迹被科学家拍摄下

7、来，并在计算机中形成三维图像，其主要特征就是其轨迹里有个结，这是t轻了在形成后迅速衰变的表现。据估算，儿十万亿个t中微子中只有1个与靶中的铁原子核相互作用并牛成一个T轻子。由此，科学家第一次找到了T中微了存在的直接证据。美国加利福尼亚大学物理学家菲利普•雅格尔接受记者电话采访时说，发现T屮微了存在的直接证据具有重要意义，它使科学家对物质基本粒子有个完整认识。雅格尔是气中微子直接观测器''的建设者2—，观测器构想提出者Z—维多里奥•保罗内曾是他带的研究牛。雅格尔说：“由于我们现在有能力探测到I中微子，我们就能够设让出将物理学带到超越标准模型层次的实验

8、。在不久的将来，将诞牛更加激动人心的中微子物理学。”因发现第二代卩小微子而与人分享1988年诺贝尔物理学奖的莱昂•莱德曼评