第667章 中微子现！震撼全场！四费米子理论！首个弱力理论！
在大佬们的注视下，泡利从容地走到圆桌前方。.l+a^n¨l_a?n-w-x￠..c~o?m¨
在如此超逼格会议室的加持下，哪怕是泡利这样跳脱性格的人也变得沉稳起来。
他向在场众人点头示意后，便开始了自己的报告：
“今天我的演讲内容是关于β衰变的一些思考。”
“卡文迪许的查德威克博士，曾经在β衰变实验中，发现了一个很奇怪的现象。”
接着，泡利再次简单叙述了关于电子能量连续的问题。
在场的都是物理大佬，即便不是专门研究β衰变的，也很容易理解。
“所以，这里就有一个矛盾。”
“为什么中子衰变产生的电子，其动能不是一个固定值，而是一个连续值呢？”
“而且这个值还远远低于理论上电子的动能值？”
“这意味着有一部分能量消失了。”
“我查阅了近几年的所有相关论文，目前还没有找到合理的解释。”
这时，主持人郎之万忽然说道：
“我记得玻尔教授曾用能量不守恒解释这个问题。”
泡利点点头。
“没错，但这个解释并未得到承认。”
“有点太惊世骇俗了。”
泡利这些年也经常去玻尔的理论研究所，两人关系很好。
所以，他可以开个小玩笑。
玻尔露出一丝无奈的笑容。
当初就因为这个事情，他还被很多人嘲笑。
“玻尔教授总想搞个大新闻。”
泡利继续说道：
“所以，我今天给出了一个全新的解释。”
哗！
众人皆是一惊！
在大家看来，泡利这小子虽然嘴毒了点，但实力却是杠杠的。
而且他不仅喜欢质疑别人，同样也严格要求自己。
在布鲁斯会议这样的高端场合下，他要给出一个遗留问题的答案，必然是经过了深思熟虑。
至少他自己被说服了。
而且β衰变问题，事关弱力，极其重要。
目前量子场论的思想，在应用到强力、弱力、引力上时，遇到了难以想象的困难。
所有大佬都被折磨的睡不着觉。
实在太难了。
所以，如果弱力领域有突破，绝对是一件大喜事。
在众人的期待下，泡利说道：
“布鲁斯教授认为，中子在发生β衰变后，会生成一个质子和一个电子。”
“但我认为，中子还会额外生成一个新的粒子！”
“正是这个粒子带走了消失的那部分能量，转换成其自有的动能！”
“如此一来，就能解释β衰变的问题。′r`a?x~s_w_.￠c!o-m,”
轰！
话音刚落，房间内顿时一阵惊呼！
泡利如此大胆，竟然预测了一个新的粒子！
海森堡闻言，神色震动！
泡利师兄沉寂了好几年，终于要再次一鸣惊人了吗？
“我了解他的性格，他绝对不会胡乱猜测。”
不过在场的毕竟都是大佬，能沉得住气。
众人知道泡利一定还有下文的阐述。
果然，他继续说道：
“我假设这个新粒子的质量和电子差不多。”
“这样它带走的动能就可以符合要求。”
“从电荷守恒的角度看，新粒子不带电，是一种中性粒子。”
“而且从自旋守恒的角度，也能分析出必须存在这样一种粒子。”
接着，泡利便将准备的内容细细阐述。
众人听完之后，无不心头震撼。
引入了这个新粒子之后，可以完美解决β衰变的问题。
一时间，所有人议论纷纷。
李奇维看着泡利的演示内容，微微一笑。
真实历史上，泡利在1930年提出的这个新粒子，就是大名鼎鼎的幽灵粒子“中微子”。
一开始，泡利把这个新粒子，称为“中子”，因为它是电中性的。
但是1932年，查德威克终于发现了质子中子模型中的中子，两者名字冲突了。
后来，费米把名字改成了“中微子”，意为更微小的中性粒子。
因为经过研究发现，中微子的质量并不是如泡利猜想的和电子相当，而是仅有电子质量的百万分之一。
在当时，电子是已知的最小质量的粒子。
中微子的质量比电子还小那么多，哪怕在粒子物理学领域，都足以称得上“微小”了。
这也导致，中微子这个粒子自从被提出后，物理学界一直没有找到它的踪迹。
质量小还不带电，很多探测方法和手段都不能使用。
然而，华夏物理学家王淦昌，却在1942年，提出了一个非常巧妙的探测方法。
他利用反β衰变来探测中微子。
正常的β衰变的核反应公式是：n→p+e+vn：中子；p：质子；e：电子；v：中微子。1
那么聪明的你，肯定想到了，反β衰变的核反应公式就是：p+e+v→n。2
恭喜你，答错了。
这里要重点说明一下。
公式1中的中微子，其真正严格的学名应该是：反电子中微子。*a\i′t^i~n/g+x^i^a`o^s·h￠u~o^.^c\o!m*
所以，正β衰变的过程是，一个中子，生成了一个质子、一个电子和一个反电子中微子。
为什么会生成一个反的中微子呢？
前面提到过，在粒子物理学领域，有非常多的守恒原理。
而轻子数守恒】就是其中一种。
由于电子是一种轻子，轻子数为1，所以方程右侧必须要有一个反轻子，轻子数为1。
这样一来，右边的轻子数为0。而左边是中子，轻子数也为0。
两者守恒。
所以，生成的中微子必须是反中微子。
这时，好奇的你又问了：
“那为什么叫反电子】中微子呢？”
“为什么不直接称反中微子？”
这是因为，在标准模型中，轻子一共有12种类型。
其中三个类型分别是：电子e，渺子μ相当于大号电子，陶子t相当于超大号电子。
所以，你可以直接理解为，有三种型号的电子。
而这三种电子，都有分别与之对应的中微子，分别是：电子中微子ve，渺子中微子vμ，陶子中微子vt。
这六种轻子，又分别有对应的反粒子：
反电子、反渺子、反陶子、反电子中微子、反渺子中微子、反陶子中微子。
这12种粒子就是标准模型中的12种轻子。
所以，现在应该能理解β衰变的真正含义了吧。
回到正题。
按理来说，正β衰变是n→p+e+v反。
那么反β衰变就是p+e+v反→n。
这个过程符合任何守恒定律。
然而事实却是：p+v反→n+e反。
相当于把电子挪到了反应式的右边，所以电子就要变成反电子。
即：一个质子+一个反电子中微子，生成了一个中子+一个反电子。
王淦昌就是利用这个反应规律，首次提出了探测中微子的办法。
具体方法是这样的：
首先用水作为探测器，因为水里面有大量的质子。
如果反电子中微子真的存在，那么它一定会与水中的质子发生核反应，生成中子和反电子。
反电子在形成之后，又会与水中的电子产生湮灭，这个过程会发出两个γ射线的光子。
所以，在水探测器的两边，再加上γ射线探测器，就能检验是否有γ光子。
如果有γ光子，那说明反电子中微子存在，即中微子是存在的。
可惜，王淦昌当时就因为是华夏人的身份，他的论文成果没有得到物理学界的重视和承认。
1956年，美国物理学家莱因斯和柯温，在王淦昌发表的原理上，设计了实验进行验证。
整个实验装置埋在核电站附近很深的地下，减少环境中的干扰。
此外，他们不仅检测反电子和电子湮灭产生的γ光子。
二人还在水里掺入了很多的镉元素。
反应生成的中子，会被镉原子核吸收。
镉原子核吸收中子后，会处于激发态，接着又释放出γ光子，最后落回基态。
所以，如果能同时测量到两种γ光子，那么几乎就能100%证明中微子存在了。
实验结果当然是肯定的，中微子确实存在。
莱因斯也因此获得了1995年的物理诺奖，至于他的同事柯温则因为提前去世，无法获奖。
与莱因斯同获当年物理诺奖的，还有发现陶子t的美国物理学家佩尔。
而我们华夏的王淦昌教授，他却没有得到应得的荣誉。
最后，可能心细的人还有一个问题：
“整个过程和费米好像没什么关系。”
“为什么他有资格给中微子取名呢？”
“他凭什么？”
那是因为费米利用中微子，提出了大名鼎鼎的“四费米子理论”。
这是在量子场论的基础上，首个解释弱力的理论，和汤川秀树发表的解释强力的介子理论是一个等级的存在。
其重要性可想而知。
前面已经知道，粒子可以分为费米子和玻色子。
费米子粒子在同一个空间位置不能迭加，而玻色子可以比如光可以迭加。
很明显，与弱力相关的四种粒子：质子、中子、电子、中微子，全部都是费米子。
1934年，费米提出了能够解释中子β衰变的弱力理论。
他认为β衰变的本质，是参与弱力的四个费米子，在时空同一点发生相互作用的矢量流耦合机制。
利用相互作用的拉格朗日量，他首次创新地给出了电子能谱分布和衰变概率的数学公式，与实验结果基本吻合。
论文一出，就在物理学界引发了巨大轰动。
这是第一个普适的能解释弱力的理论框架，为后续发展奠定了基础。
费米因此名声大噪，成为理论界的大佬，所以他才有资格给中微子命名。
而他的理论由于是关于四种费米子的相互作用，所以也被形象地称为“四费米子理论”。
但是随着量子场论的深入发展，很快，四费米子理论就遇到了缺陷。
第一，它无法解释宇称不守恒现象。见563章
第二，它无法描述高能状态的弱力。
直到后来，电弱统一理论取代了四费米子理论，弱力才被正式终结。
而费米的贡献，则为电弱统一理论积累了深厚的基础，是量子场论历史上的开山之作。
以上，就是关于中微子的提出和发现，以及它与弱力的关系的故事。
由此可见，弱力和强力是完全不同的两个历程。
此刻，泡利大胆地提出了这种新粒子，引起众人的极大兴趣。
玻尔首先问道：
“如果新粒子的质量和电子相当，为什么没有形成相应的粒子流呢？”
泡利回道：
“β衰变之所以能形成β射线，即电子流，是因为有额外电场的控制。”
“而这种新粒子不带电，所以发射的方向是四面八方的，无法集中起来，也因此观察不到它的粒子流。”
接着，狄拉克等人都分别提出了几个问题。
有些泡利能够解答，有些则无能为力。
毕竟，这现在只是他的一个猜想。
他连这种粒子的具体质量都还不清楚。
但是在场的众多大佬们，几乎有一半的人，都认可了这个猜想。
因为它不仅完美解释了β衰变中的能量危机，还是对自旋守恒的某种印证。
其中以费米最为激动。
他在听到这个新粒子的一瞬间，好像有某种灵感倾泻而出。
就好像：“这个粒子是为我而生的一样。”
费米摇了摇头，偷笑一声，他觉得自己有点想入非非了。
这时，海森堡忽然笑着问道：
“泡利师兄，你为这个新粒子命名了吗？”
作为泡利的忠实小弟，海森堡是肯定支持这个理论猜想的。
泡利说道：
“还没有。”
“因为我觉得还没有被证实。”
然而，在所有人的惊讶中，李奇维忽然开口了：
“就叫它中微子】吧。”
哗！
全场震动！
这句话透露出的含义可不一般。
“布鲁斯教授竟然也认可了泡利的猜想！”
“十有八九中微子是肯定存在了。”
李奇维的话，就好像一记重锤，砸在泡利的心上，让他兴奋不已。
有了布鲁斯教授的背书，他的猜想起码有9成的可能性。
那可是预言或者发现一种全新粒子的荣誉啊！
物理学目前为止，只有5个人获得了这个荣誉：
电子：汤姆逊；
质子：卢瑟福；
中子：李奇维预言，于隐发现；
反电子：李奇维预言，赵忠尧发现。
而现在，要再加上一个，中微子：泡利预言。
泡利喃喃自语：
“中微子比中子更微小的中子.”
“这个名字真贴切。”
(本章完)