“失踪的”太阳中微子之谜

50年前,H. Bethe首次提出了核反应提供太阳和其他星球辐射的能量的理论。但至今有关“失踪的”太阳中微子仍然是一个谜。新近,Bethe发展了由两位苏联物理学家提出的一种新概念:当中微子通过太阳体时由一种类型转变为另一种类型,从而为解这个谜开辟了新的途径。Bethe提出,氢核聚变成氦是太阳和其他较冷星球中产生能量的基本反应。此理论正好符合于观测结果,但有一个问题除外:即在此种核反应中应放出中微子,而地球应沐浴在这种太阳中微子流之中。R. Davis在南达科他州Homestake金矿中探测     

太阳中微子之谜

在最近十三年里,莱·戴维斯和他在纽约的布鲁克汉文实验室的同事们,利用装有40万公升化学干洗溶液的容器来俘获太阳中微子。在这种溶液里,中微子与氯核经常相互作用,使氯核变成氩核,而氩核是可用化学方法分离的。为了预防宇宙射线中的高能微粒也发生类似的反应,该容器被置放在南达科它州的废金矿矿井里,使它由厚达几千米的坚硬的岩石层保护着。     

恒星演化过程的新发现——新的发现将能解决太阳中微子失踪之谜

太阳在幼年时期可能经历了一个短暂的激烈旋转阶段——它以比现在快100倍的速度绕其轴心急速旋转。在巴尔的摩美国天文学会最近召开的会议上宣布的这一先前未知的恒星演化阶段的新发现,将有助于解决天文学中最大的奥秘之一:为什么太阳没有象现行理论所预计那样放射出大量中微子? 恒星是由一团不断收缩的气体和尘埃演化而来的,它的旋转起始于引力收缩作用和天文学家称为“角动量守恒”的原理,正如滑冰者将双手并拢后旋转得更快一样,恒星的旋转速度也随着其直径的收缩而越来越快,只是后来恒星燃起了热核反应的烈火时,其旋转速度才逐渐减缓。     

太阳中微子气泡模型

狄拉克曾提出过电子的气泡模型,在这个模型中,电子被视为电磁场中的一个气泡。一个静止电子的能量可以写成为     

中微子振荡能解决太阳中微子问题吗

认为太阳中微子丢失之迹本身并不是问题,而且我们对太阳内部在极端高温条件下进行的核反应和衰变过程并不十分了解,如果核＾３Ｈｅ和核＾４Ｈｅ反应产生＾７Ｂｅ的几率＾７Ｂｅ经电子俘获的产生＾７Ｌｉ和电子中微子实际几率以及＾８Ｂ经β衰变的几率比我们现在计算机所用的几率要低得多,那主阳中向子丢失之迹就可以得到更合理的解释。     

太阳中微子的截面计算

太阳中微子问题是近年来天体物理学中的一个突出问题。戴维斯(Davis)及其合作者用实验测量了太阳中微子被~(37)Cl的吸收率v+~(37)Cl→~(37)Ar+e~-(0.814MeV) (1)(括号中的数字表示阈能),实验结果与理论严重矛盾。我们曾提出了中微子老化假说来解释太阳中微子的“短缺”现象,所谓中微子老     

太阳中微子失踪案仍疑云密布

在今年6月于西班牙格拉纳达召开的国际中微子会议上,“镓莱赫”(GALLEX)小组公布了他们对太阳中微子探测的初步实验结果,引起大会轰动。有人惊奇,有人兴奋,有人狼狈,也有人迷惘。太阳中微子失踪案提出至今已有20年了。20年前,雷·戴维斯及其同事公布了他们在美     

太阳中微子亏损与催化核聚变

由实际测量太阳中微子亏损，引出太阳可能就没产生这么多中微子，并通过催化核聚变提出反质子催化核聚变的设想。由此对太阳的能源机制引出了新想法，这对天体物理学（恒星演化及宇宙演化等）是个标新立异的想法     

太阳中微子动摇了物理定律

美国天体物理学家认为.用粒子物理的标准模型来解释太阳中微子是不充分的。过去,天体物理学家一直用标准模型来预期来自太阳的中微子通量,但20年来在南达科打州的 Homestake 金矿中测得的来自太阳的中微子通量只有预期的1/3和1/2。此     

太阳中微子振荡的非绝热效应

近来,MSW机制被建议用来解决太阳中微子之谜。根据这个机制,物质中的电子对电子中微子v_e和μ子中微子v_μ的作用的不等价性导致了真空中微子振荡方程的修正。修正后的振荡方程是     

新发现太阳中微子与太阳黑子有联系

太阳中微子出现率降低之际太阳黑子数增加,而太阳黑子消失之时中微子出现率正好增长,这是为什么?     

中微子与天体演化——从β蜕变的能量丢失到太阳中微子失踪案

最近国外报道,根据中微子振荡实验的证实,中微子的质量小于40eV.本期所刊罗辽复同志于1979年6月20日投寄本刊《中微子与天体演化》一文中,从理论上推测中微子的非零质量这一结论.     

中微子检测技术的新发展

数十年来,世界各地的科学家们一直在研究中微子以及太阳和其它星星射出的难以捉摸的亚原子微粒。虽然最终找到了它们,但问题在于仍然没有发现太阳中微子,而它们通过解释太阳内部原子核反应的理论预测到,这些没有捕捉到的太阳中微子依然是物理学中最令人困惑的问题之一。东京大学宇宙射线研究学院的研究人员期望有一种比较先进的中微子检测器能澄清这个秘密。他们计     

揭开太阳中微子之谜的核天体物理学家--约翰·诺里斯·巴考

哲学家艾萨亚·柏林爵士(SirIsaiahBerlin)曾经引述了古希腊诗人阿奇罗库斯(Archilochus)的一段名言:“狐狸知道许多事,但刺猬却知道一件大事。”于2005年8月17日逝世的天体物理学家约翰·诺里斯·巴考(JohnNorrisBahcall,1935～2005)生前在向新朋友介绍自己和同事时,经常会用这样的句子:“我了解中微子的一切,而在座的朋友洞悉天体物理中的其他所有事情。”这种坦然自谦的品格正是对巴考的真实写照。但是这句话并不准确:巴考的科学兴趣和专业横跨了中微子物理、太阳以及其他恒星的结构、星系模型、类星体和星系间介质等诸多领域,共发表6…     

中微子具有质量的新证据

大爆炸留下的和恒星内核聚变反应生成的中微子是宇宙间最多却也是非常难发现的一种工原子微粒。这种微粒通常被认为是没有质量，也很少与别的粒子起反应。去年，研究人员用洛斯阿拉莫斯国立实验室液态闪烁体中微子探测器记录下的实验资料表明．中微子实际上是有质量的，尽管质量非常之小。目前．研究人员已经获得了增强这一认识的新证据。由于中微子构成了宇宙间粒子的绝大部分．因此，这一发现对于搞清宇宙的成分及其演化具有特别重要的意义。根据粒子物理学的标准模型，中微子有三种：电子中微子，μ子中微子和τ子中微子。每一种中微子还…     

探测低能量太阳中微子的低温两相电子泡探测器

提出并设计了一种新型的低温两相中微子探测器, 它利用电子泡在液氦池中特殊的传输特性, 实时、高效地测量了来自太阳质子-质子反应产生的低能量中微子. 该电子泡探测器的工作原理类似于时间投影室, 当入射中微子进入到探测介质液氦池中后, 与氦原子发生作用, 会激发弹性散射电子, 通过测量这些散射电子的能量及轨迹并与放射性背景信号分开, 就可以反推出入射中微子的能量和其他性质. 由于散射电子的信号很弱, 因此使用位于液面上方饱和蒸汽区的气体电子倍增器放大电子信号. 这种技术的突出优点是具有极高的空间分辨率和很好地抑制电离信号反馈的功能. 基于气体电子倍增器读取电信号和高精度CCD相机以进行探测光信号的新型时间投影室的研究, 目的是建造一个三维的空间分辨率为几个毫米量级的大型液氦低温探测器, 以探测能量低至100~200 keV的太阳中微子.     

探测宇宙的新工具:中微子天文学

中微子几乎没有质量,与物质相互作用也极其微弱。探测由太阳和附近的超新星所发出的中微子可以为恒星演化理论提供直接的验证,并且导致对描述基本粒子性质的标准模型的修改。目前,几个大型中微子探测器正在建造中,以便探测宇宙中这些粒子的来源。对诸如银河系外吸积黑洞等中微子源的探测,不仅可以研究这些源,而且还可以像太阳中微子那样为物质的基本性质提供新的信息。     

宇宙中微子的探测和中微子星

我们在前文中,指出中微子有可能占宇宙质量的99％,而重子仅占1％。这些中微子将使宇宙封闭。显然,如何在宇宙中探测出这些可能大量存在的背景中微子,将是一个重要问题。