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2019年的諾貝爾獎公布時，天文在線從過去的諾貝爾獎中挑選出他們最喜歡的一個獎項。Tushna委員會在這件事中有所爭論，在他們看來，2015年表明中微子擁有質量的諾貝爾獎項——中微子振蕩發現獎，才是應該被挑選出來的那一個。
斯諾地球儀：全盛時期的薩伯德裡微中子觀測站（圖源：斯諾）
我一直都對中微子很著迷，那些調皮的基本粒子們充滿著整個宇宙（你可能只是曾經聽過它，但每兩秒就約有65億的中微子從一個如指甲蓋般小的空間裡穿過）但是，因為是電中性粒子並且只和那些通過重力或者弱力的物質起相互作用，它們很難被人們所發現。一開始，中微子在89年前被沃爾夫岡·保利預測作「絕望的補救」，補救著不斷上升的貝塔數據的衰變，這些所謂的「幽靈粒子」被認為偵測無望。事實上，保利自己也認為這些幽靈粒子不可能會被偵測到，並為他的說法賭上一箱香檳，人盡皆知。」我做了一件可怕的事情，我假設了一個永遠都不會被發現的粒子。」
中微子。
當弗雷德克和克萊德·考恩在1956年發現了由核反應堆發射的反中微子時，保利顯得很開心，即使他的賭言被打破了。弗雷德克和克萊德的這個發現，獲得了1995年的諾貝爾物理獎。實際上，中微子天文學在諾貝爾獎中是一個十分受待見的話題，1988年這個獎項聯合授予萊昂·萊德曼，梅爾文·施瓦茨和傑克·斯坦伯格三人「通過對μ子中微子的發現來證實中微子束法和輕子的雙重態結構「；無獨有偶，2002年時，有一半的諾貝爾獎授予了小雷蒙德·戴維斯和Masatoshi Koshiba對天體物理學的開創性貢獻，特別是對探測宇宙中微子的貢獻。
但是中微子諾貝爾最令我著迷的是2015年頒布給阿瑟·B·麥克唐納和高崎佳田「對中微子振蕩的發現從而表明中微子具有質量」這一成就。看，早先的中微子理論也認為中微子是沒有質量的微粒，然而，到了1957年，一位義大利物理學家布魯諾·蓬泰科爾沃已經開始思考關於存在多種類型中微子（或稱「香味」電子、μ和τ）的可能性，還有認為它們可以改變，或者從一個粒子到另外一個粒子「振蕩」。在1962年。對多種類型中微子的假設在美國布魯克海文國家實驗室被皮曼·施瓦茨和斯坦伯格觀測到電子和μ子中微子的存在，而τ子中微子也最終在2000年的時候被確認發現。
但是，一個相當令人毛骨悚然的難題——關係著「太陽中微子問題」也應運而生了。一個由物理學家XX和XX著手的實驗在南達科塔州的霍金金礦進行，在實驗過程中，他們只探測到了大約百分之三十的太陽中微子數量，遠遠低於他們對太陽光度所得出來的應擁有的太陽中微子數量本身。唯一用來解釋這個現象的說法（除了人們擔心了一段時間的太陽本身正在消亡之外）就是太陽中微子在不同的味道之間振動，就像它們從太陽到地球上。霍金的這個實驗（只能探測電子中微子）因此也只能獲得實際實際數量的三分之一。這個解決方案的一個直接後果，就是中微子必然是具有著質量，才使得這些振蕩的發生——但這個結果與對粒子所進行物理預測出來的標準模型是相悖的，因為它們是無質量粒子。
粒子物理標準模型，最後一行的綠色粒子為中微子，他們的質量目前未知。（圖片來源：維基百科）
這也就是為什麼我覺得中微子如此有趣的原因之一
——標準模型雖然不能解釋諸如引力、暗物質和能量以及物質-反物質不對稱等一些相當重要的現象，但卻是最成功和最普遍的現象之一。而截止到目前為止，粒子物理學的理論也一直都被證明是正確的。後來，為了查明原因，中微子物理學家們跳出標準模型的範疇，對他們來說，這個決定勢必會是一個相當令人興奮的前景。而這些中微子振蕩的證據，以及它們的質量，都是一段長久的奮鬥，也是卡吉塔和麥克唐納能夠在2015年獲得諾貝爾獎的原因。
卡吉塔和他的同事是日本超級神岡實驗的參與人員，在1998年的實驗數據顯示，來自地球對岸的電子和μ子中微子的比例是不同的，這表情中微子在長距離移動時會改變味道，穿過地球。一開始，物理學家們是能夠用實驗表明中微子確實具有質量，雖然只有0.1eV。一年過後，由麥克唐納領導的薩德伯裡微中子觀測站（斯諾）開始收集數據，並且能夠確定在太陽中產生的電子中微子，有多少在到達地球時會變成μ子中微子或τ中微子。斯諾的詩句證實了一個事實——當中微子到達地球時，三分之二的太陽電子中微子會改變味道。
日本的超級神岡探測器，在實驗初期（1996年）往探測器內灌水。(圖片來源：東京大學）
雖然中微子科學在兩個實驗之後的幾年裡有了很多的進步，但仍存在許多問題，包括我們仍然不知道三種中微子味道的確切質量，或者它是如何達到這個質量的。在2015年獎項頒布的隔天，我寫了一個博客。講的是今天當我們涉及到物理界的一些大且未知的問題時，為什麼提升我們對中微子質量的理解是如此重要，更吸引你去讀這篇博客的是，我前面提到的關於更多標準模型問題的答案，可能就在於一個尚未被發現但我們長期垂涎已久的一種被稱為無菌中微子的第四種中微子。而你只需要閱讀那個博客，就能找到更多的信息。不過，我確實希望我已經為我為何如此著迷中微子諾貝爾獎提出了一個很好的理由。另外，不管怎樣，我將留給你們物理學家弗雷德裡克·賴因斯曾經描述中微子的迷人話語，即」人類所想像的最微小的現實」。
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. physicsworld- BUIBUI
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