太阳中微子研究进入收获阶段

【美国《基督教科学箴言报》４月２５日文章】题：太阳是粒子物理研究的根源
由于中微子这种捉摸不定的微小粒子的存在，物理学家预料他们不久可能在对物质的理解方面取得重大突破。更为重要的是，他们不需要新建价值数十亿美元的加速器就能达到这一目的。太阳通过放射中微子为物理学家们提供了实验机会，他们所要做的全部事情就是改善阅读中微子所携带的信息的本领。世界各地一些中微子观测站内已准备就绪的设备就是为此而设的。对太阳所发出的中微子的研究已经有３０多年的历史，目前已进入了其最新——可能也是最出成果——的阶段。
在物理学家所说的物质基本结构的标准理论中，中微子是不带电荷的粒子，它们没有质量，以光速从粒子之间的相互作用中带走能量和动量。物质中存在三种类型的中微子，它们分别与电子及类似电子的微粒、介子以及ｔ介子配对结合。
神出鬼没的中微子与其他物质粒子进行十分微弱的相互作用，每秒都有数百万个中微子穿过我们的身体，而我们对此全然不知。研究太阳的天文学家因此对它们充满了兴趣。太阳以及类似太阳的恒星从它们核心内的氢原子聚变中吸收能量。这样的核聚变所产生的能量需要数百万年时间才能到达太阳表面并以太阳光的形式表现出来，而聚变产生的中微子则以光速飞离太阳。
天文学家无法看到太阳内温度高达１５００万度的热核，但太阳所产生的中微子却携带着有关那里发生的氢聚变的最新详细信息。物理学家一直通过捕捉清洗液槽或大块的镓中的数百万颗太阳中微子中的一些，来获得这样的信息。这帮助科学家们成功地建立了一个太阳理论模型，但它也带来了一个难以回答的问题。科学家实际观测所发现的中子流量比这一太阳理论所预测的要少。这正是有可能发现“新物理学”理论的地方。
３０多年来，不同的观测站利用不同的技术不断地得出中微子缺失的发现。
可能性较大的是中微子能够改变自己的“位置”，它们能在电子、介子及ｔ介子之间摆来摆去。目前人们能观测到的主要是电子型中微子。如果这种电子型中微子变成另一种类型的话，它们就会引起所观测到的那种中微子缺失现象。今后两年里，一些观测站中的新设备将能够探测所有三种类型的中微子，从而使这个谜水落石出。科学家说，如果中微子能够改变类型，这意味着至少某些类型的中微子是有微小质量的。这又与现行的物质结构理论相抵触。不过，科学家在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国立实验所的小粒子加速器上进行的实验表明——但尚未证明——中微子确实有很小的质量。
果真如此的话，这将使科学家得到赖以发展有关物质的理论的新事实，它还可以解释若干据天文学家说在宇宙中确实存在但却看不见的物质。正如太阳理论创始人之一巴赫考尔所说的，不久后的事实可能会证明，长期以来利用太阳产生的中微子验证有关太阳理论的努力，到头来却出乎意料地为粒子物理学打开了一方新的天地。