第387章微觀測試

「既然準備好了，那就開始測試吧！」

飛船里，李安平復了一下心態，冷靜的下達命令。

粒子加速器，軸向磁場保持恆定，而使高頻加速電場的頻率隨著粒子迴旋頻率的降低而同步降低，從而使帶電粒子仍能繼續被諧振加速。這類加速器又名調頻回旋加速器或穩相加速器。採用自動穩相機制以後，在理論上可以將質子加速到無限高的能量，然而由於技術上和經濟上的原因，歷史上最大的穩相加速器的能量只達到700mev。這一類型的加速器用來加速質子，有的用於加速摻氘核、a粒子甚至氮離子。

而李安第一次測試，則是嘗試去加速一顆中微子。

中微子，又譯作微中子，是輕子的一種，是組成自然界的最基本的粒子之一，常用符號ν表示。中微子不帶電，自旋為1/2，質量非常輕（小於電子的百萬分之一），以接近光速運動。

粒子物理的研究結果表明，構成物質世界的最基本的粒子有12種，包括了6種夸克（上、下、奇、粲、底、頂，每種夸克有三種色，還有以上所述夸克的反誇子，μ中微子和t中微子）而每一種中微子都有與其相對應的反物質。中微子是1930年奧地利物理學家泡利為了解釋β衰變中能量似乎不守恆而提出的，1933年正式命名為中微子，1956年才被觀測到。

中微子是一種基本粒子，不帶電，質量極小，幾乎不與其他物質作用，在自然界廣泛存在。太陽內部核反應產生大量中微子，每秒鐘通過我們眼睛的中微子數以十億計。

人類對於中微子的了解，其實並不是很多。

要說中微子。就不得不提它的「老大哥」——原子基本組成之一的中子。中子在衰變成質子和電子（β衰變）時，能量會出現虧損。物理學上著名的哥本哈根學派鼻祖尼爾斯.玻爾據此認為，β衰變過程中能量守恆定律失效。

中微子個頭小，不帶電，可自由穿過地球，幾乎不與任何物質發生作用，號稱宇宙間的「隱身人」。科學家觀測它頗費周折，從預言它的存在到發現它，用了10多年的時間。

1931年春，國際核物理會議在羅馬召開。當時世界最頂尖的核物理學家匯聚一堂，其中有海森堡、泡利、居里夫人等。泡利在會上提出，β衰變過程中能量守恆定律仍然是正確的，能量虧損的原因是因為中子作為一種大質量的中性粒子在衰變過程中變成了質子、電子和一種質量小的中性粒子，正是這種小質量粒子將能量帶走了。泡利預言的這個竊走能量的「小偷」就是中微子。

之所以粒子加速器的第一個加速對象就是這個中微子，其實李安也是有原因的。

中微子只參與非常微弱的弱相互作用，具有最強的穿透力，能穿越地球直徑那麼厚的物質。在100億個中微子中只有一個會與物質發生反應，因此中微子的檢測非常困難。正因為如此。在所有的基本粒子，人們對中微子了解最晚，也最少。實際上，大多數粒子物理和核物理過程都伴隨著中微子的產生。例如核反應堆發電（核裂變）、太陽發光（核聚變）、天然放射性（貝塔衰變）、超新星爆發、宇宙射線等等。宇宙中充斥著大量的中微子，大部分為宇宙大爆炸的殘留，大約為每立方厘米100個。

在「中微子震蕩」這個概念出現以前，根據狹義相對論而建立的中微子標準模型。中微子的質量應為零，並應該以光速行進。然而，近年的研究似乎開始對「中微子的質量是零」這個假設開始動搖。亦因此開始有人質疑中微子是否能夠以光速行進。

科學家首次對中微子的速度進行偵測在1980年代早期，當時科學家透過從脈衝質子束射擊而產生的脈衝π介子束來測量中微子的速度。當帶電的π介子衰變，就會產生渺子及中微子或電子中微子。透過檢測中微子出現的時間，就可測量出中微子的速度。結果顯示中微子的速度是光速與假設相符。後來當這個實驗在其他地方重複時，測量中微子的方法改用了minos偵測器，測出了一顆能量為3gev的中微子的速度達1.000051(29)c。由於這個速度的中間值比光速還要快，科學家當時認為實驗的不確定性太大，而實際上中微子的速度應該不可能超過光速。這個實驗設定了50mev的渺中微子的質量上限，可靠率為99%。、

要知道，一旦這些粒子確實被證實跑過了光速，將徹底改變人類對整個宇宙存在的看法，甚至改變人類存在的模式。

相對論是現代物理學基礎理論之一，認為任何物質在真空中的速度無法超過光速。這一最新發現可能推翻愛因斯坦的經典理論。歐洲核子研究中心理論物理學家約翰.埃利斯評價：「如果這一結果是事實，那的確非同凡響」。法國物理學家皮埃爾.比內特呂告訴法國媒體，這是「革命性」發現，一旦獲得證實，「廣義相對論和狹義相對論都將打上問號」。

人們很有可能看到這樣的一個笑話：

一天，三個中微子來酒館吃飯，侍者問道：「請問三位都要啤酒嗎？」

第一個中微子說：「是的！」

第二個中微子說：「我也不知道。」

第三個中微子說：「我不知道。」

侍者於是拔掉了光纜的插頭對他們說：「這次好好說話！」

超新星sn1987a同樣的觀測不單在地球上發現，當天文學家觀測超新星sn1987a的中微子爆發時，世界各地有三台中微子偵測器各自探測到5到11個中微子。

有趣的是：這些偵測器是在sn1987a爆發的光線來到地球之前3小時偵測到的。對於這個現像，當時科學家把它解說為因為「中微子於超新星爆發時比可見光更早被發射出來，而不是中微子比光速快」，而這個速度亦與光速接近。然而，對於擁有更高能量的中微子是否仍然符合標準模型擴展仍然有爭議，當中微子違反了洛倫茲不變性而發生震蕩，其速度有可能會比光速還要快。

2011年9月，義大利格蘭薩索國家實驗室旗下的opera實驗室宣布觀測結果，並刊登於英國《自然》雜誌。研究人員發現，中微子的移動速度比光速還快。根據這項對渺中微子的研究，發現當平均能級達到17gev的渺中微子從cern走到lngs，所需的時間比光子在真空移動的速度還要快60.7納秒，即以光速的1.0000248倍運行，是實驗的標準差10納秒的六倍，「比光速快6公里」，證實了這個〔假設。

1998年，島國超神岡實驗以確鑿的證據發現了中微子振蕩現象，即一種中微子能夠轉換為另一種中微子。這間接證明了中微子具有微小的質量。此後，這一結果得到了許多實驗的證實。中微子振蕩尚未完全研究清楚，它不僅在微觀世界最基本的規律中起著重要作用，而且與宇宙的起源與演化有關，例如宇宙中物質與反物質的不對稱很有可能是由中微子造成。

李安研究中微子的意義，也就在於此。

人類只有了解宇宙，才可以征服宇宙，這是地球時代一位偉大的科學家所言，雖然現在對方已經隨著地球的毀滅而毀滅了。

中微子天文學是天體物理的一個分支，主要研究恆星上可能發生的中微子過程以及這些過程對恆星的結構和演化的作用。中微子是不帶電的靜止質量為零或很小的基本粒子。它和一般物質的相互作用非常弱，除特殊情況外，在恆星內部產生的中微子能夠不受阻礙地跑出恆星表面，因此探測來自恆星內部的中微子可以獲得有關其內部的信息。最早的研究集中在太陽。太陽的能源主要來自內部的質子-質子反應，因而會產生大量的中微子。美國布魯克海文實驗室的戴維斯等人用大體積四氯化碳作靶，利用37cl俘獲中微子的反應來探測太陽的中微子發射率。實測的結果遠遠小於恆星演化理論的太陽標準模型的預期值，這就是著名的中微子失蹤案。

、人們發現原來使用的恆星大氣中元素的不透明度太小，改進后已有所改善。進一步認真研究改進了太陽內部結構，從而大大地緩和了這個矛盾。另一個可能是中微子有很小的靜質量。果如此則可以解釋宇宙中的質量短缺問題。

「如果我可以研究中微子的加速機制，不僅僅可以解釋以上這些問題，甚至可以更好的利用恆星的能量！中微子對於我的作用，可想而知！」

在粒子加速器開始運動的時候，李安心裡閃過這樣的一個念頭。

這次實驗，經過了李安反覆的檢查，不僅僅是李安反覆的檢查，那些只能機器人，克隆人，也是對中微子粒子加速器進行了多次的檢查，確保了這次的實驗，誤差降低到幾乎可以忽略不計的地步，絕對比科學家要精確！(未完待續。。)