泡利的設想提出後不久,意大利物理學家費米把這種未知的粒子命名為“中微子”,意思是中性的小家夥。
這個假說提出以後,許多科學家就設法尋找這種粒子。尋找中微子是很不容易的,科學家們花了將近20年的時間,想了許多辦法,在50年代總算找到了中微子。
在地球上找到了中微子,使天文學家聯想到了太陽。人們認為太陽上時刻發生著由氫聚變為氦的核反應,那麼一定會發射大量的中微子。
我們知道,現階段太陽內部主要的核反應是4個氫原子核聚變合成1個氦原子核。經過一次聚變反應之後,質量損失了。損失的質量轉化為能量,於是發出巨大的光和熱。科學家認為,中微子就是這種反應中必然會產生的一個副產品。天文學家根據理論,可以算出太陽內部每秒鍾產生2000億億億億億個中微子。這是一個多麼巨大的數字啊!
這麼大量的太陽中微子穿透太陽大氣和太陽到地球之間的空間,來到地球上,鋪天蓋地地灑向人間。據估計,來到每指甲蓋大小的地麵上的中微子有幾百億個。
為了尋找來到人間的太陽中微子,科學家想了許多辦法。直到1968年,美國科學家戴維斯等人在美國南達科達州的一個深1500米的金礦裏做了一次實驗,才找到太陽中微子。戴維斯等人在金礦裏放了一個很大的鋼箱,裏麵裝了38萬公升的四氯化二碳溶液,用四氯化二碳來誘捕中微子。當太陽中微子穿過鋼箱的時候,就會使一個原子量為 37的氯原子在一個中微子的打擊下變成一個同樣原子量的氬原子,並且放出一個電子。氬是一種不穩定的放射性元素,它會不斷地衰變。用計數器可以測出核反應以後產生了多少氬原子,這樣可以反算出中微子的數量。
捕獲中微子的辦法總算找到了,可是實驗的結果卻使科學家大吃一驚,引起了一場爭論。實際找到的中微子數量遠遠少於估計能抓到的數量。本來預計用這個方法每天能捕獲一個中微子,實際上5天也捉不到1個。在反複研究測量技術之後,科學家斷定確實有大量的中微子失蹤了。
大量的中微子哪兒去了呢?經過反複檢查,有些科學家認為,中微子失蹤既然不是因為計量的方法和儀器的誤差造成的,那麼可能是現有的一些理論有漏洞,應當對一些理論加以檢查。
科學家對現有的一些理論的來龍去脈進行了詳細檢查,發現這些理論確實值得懷疑。
有人認為目前人們對太陽的結構和物質狀態的認識,並不是無懈可擊。目前人們對太陽內部的一些認識,主要是利用外部太陽大氣的一些數據,用理論方法計算出來的。如果修正—下人們原有的認識,修改一下標準太陽模型;如果假定太陽內部的重元素比我們原來想象的少一些,太陽內部有一個數值達10萬萬高斯的強磁場,太陽內部的自轉比外部快得多,那麼算出來的太陽內部的溫度要比原來計算的偏低一些,這樣計算出來的太陽中微子的理論值就大大減少,跟觀測值相近。甚至有人認為原先的太陽產生能量的理論完全不對,太陽內部進行著另一種方式的核反應,那種新的核反應所產生的中微子並不多。
還有一些人認為中微子失蹤的原因是太陽能量的產生時而劇烈,時而平靜。中微子從太陽到地球隻要幾分鍾,它告訴我們的是幾分鍾前太陽內部的情況;而太陽輻射能量是經過幾千萬年從太陽內部傳到表麵的,所以太陽輻射告訴我們的是幾千萬年前太陽內部的情況。他們認為目前太陽能量的產生正處在平靜階段,太陽中微子並不多。可是我們關於中微子數量的計算,是根據幾千萬年前從太陽內部出來到達太陽外部的情況來計算的,而幾千萬年前正當太陽能量的產生處於劇烈時期。這樣算出來的中微子數量當然跟目前產生的數量大不一樣了。
另一些人卻懷疑人們對中微子的一些現有的認識。他們認為,中微子並不是人們所想象的不跟其他物質打交道。它從太陽中心出來,穿過太陽大氣,經過日地空間的時候,可能發生了衰變,變成其他粒子,因而我們找不到它。
上麵3種看法對天文學家和原子物理學家都是一個挑。戰。要麼讓天文學家去思考,怎樣修改標準的太陽理論模型;要麼讓原子物理學家去思考,檢查一下核反應理論有沒有差錯。現在人們還不能輕易地下結論;不能肯定誰是誰非。因而太陽中微子失蹤一案,在科學上還是個謎。