圖片來源：Shutterstock
每一天的每一秒，你都會受到數萬億次亞原子粒子的轟擊，從太空深處噴射下來。它們以宇宙颶風的力量吹過你，以近乎光速的速度爆炸。他們在白天和黑夜的任何時候都來自天空。它們像黃油一樣穿透地球的磁場和我們的保護氣氛。
然而，頭頂上的頭髮甚至沒有動過。
這是怎麼回事？
小中立的
這些微小的子彈被稱為中微子，這一術語於1934年由傑出的物理學家恩里科費米創造。對於「小中立的」而言，這個詞含糊不清，而且他們的存在被假設為解釋一個非常好奇的核反應。
有時候元素感覺有點不穩定。如果他們長時間獨處，他們會分崩離析並將自己變成別的東西，週期表上的東西要輕一些。另外，會彈出一點電子。但在20世紀20年代，對這些衰變進行仔細而詳細的觀察發現了微小的，瑣碎的差異。過程開始時的總能量比輸出的能量稍微大一點。
因此，一些物理學家用整塊布料捏造出一種全新的顆粒。能帶走缺失能量的東西。小的東西，輕的東西，沒有充電的東西。可能會在探測器中滑過的東西被忽視。
一點中立的。中微子。
花了幾十年才確認它們的存在 - 這是多麼滑溜，狡猾和偷偷摸摸的存在。但是在1956年，中微子加入了已知的，經過測量的，已確認的粒子群。
事情變得奇怪了。
喜歡的味道
隨著μ子的發現，麻煩開始醞釀，這恰好發生在中微子思想開始興起的同時：20世紀30年代。μ子幾乎就像一個電子。相同的費用。相同的旋轉。但它在一個關鍵方面有所不同：它比它的兄弟電子更重，質量超過200倍。
Muons參與他們自己的特定反應，但不會持續很長時間。由於它們令人印象深刻的體積，它們非常不穩定並且很快衰變成較小位的淋浴（這裡「快速」意味著在一微秒或兩微秒內）。
這一切都很好，所以為什麼μ子會成為中微子的故事呢？
物理學家注意到，表明中微子存在的衰變反應總是有一個電子彈出，而不是一個μ子。在其他反應中，μ子會彈出，而不是電子。為了解釋這些發現，他們推斷中微子總是與這些衰變反應中的電子相匹配（而不是任何其他型別的中微子），而電子，μ子必須與尚未被發現的中微子配對。畢竟，電子友好的中微子無法解釋μ子事件的觀察結果。
所以狩獵繼續進行。並且。並且。直到1962年，物理學家終於鎖定了第二種中微子。它最初被稱為「neutretto」，但更理性的頭腦被稱為muon-neutrino的計劃佔了上風，因為它總是與muon的反應配對。
道之路
好的，兩個確認的中微子。大自然對我們有更多的儲存嗎？1975年，斯坦福線性加速器中心的研究人員勇敢地篩選了大量單調的資料，以揭示更靈巧的電子和厚重的μ子之間存在更重的兄弟：笨重的tau，以高達電子質量的 3500倍計時。那是個大顆粒！
所以問題立刻就出現了：如果有一個三個粒子的家族，電子，μ子和頭可能會有第三個中微子，與這個新發現的生物配對？
也許，也許不是。也許只有兩個中微子。也許有四個。也許17.大自然以前沒有完全達到我們的期望，所以沒有理由現在就開始。
幾十年來，物理學家們一直在使用各種實驗和觀察結果來證明自己應該存在第三個中微子。但直到2000年的千禧年，才在費米實驗室進行了一項專門設計的實驗（對於NU Tau的直接觀察而言，幽默地稱為DONUT實驗，不，我沒有做到這一點）終於得到了足夠的確認目擊正確地要求檢測。
追逐鬼魂
那麼，為什麼我們如此關心中微子？從第二次世界大戰到現代，我們為什麼要追逐他們超過70年？為什麼幾代科學家對這些小而中性的科學家如此著迷？
原因是中微子繼續超出我們的預期。很長一段時間，我們甚至不確定它們是否存在。很長一段時間，我們確信它們完全沒有質量，直到實驗令人煩惱地發現它們必須具有質量。究竟「多少」仍然是一個現代問題。中微子有這種令人討厭的習慣，即在他們旅行時改變角色。這是正確的，當一箇中微子在飛行中旅行時，它可以在三種口味中切換面具。
甚至可能還有一個額外的中微子沒有參與任何通常的相互作用 - 這就是所謂的無菌中微子，物理學家們正在尋找它。
換句話說，中微子不斷挑戰我們對物理學的所有了解。如果我們需要一件事，無論是在過去還是將來，這都是一個很好的挑戰。
