幽靈粒子即中微子,十分神秘。雖微小,卻能穿透地球。從太陽發(fā)出的中微子,8分鐘即抵達地球。每10億中微子中,只有1個與地球原子發(fā)生作用,其余順利穿越地球,返回宇宙。

中微子被視為宇宙中的幽靈,科學家們難以捕捉到它。在20世紀初研究放射性物質時,發(fā)現原子核放出電子(或正電子)時,帶走了能量。然而,損失的能量多于帶走的,就如錢包里的錢被竊取一樣,能量丟失也是一種失竊。物理學家認為,無論能量如何丟失、丟失到哪里,都是個嚴重問題。根據能量守恒定律,能量不應該丟失,若確實丟失了,將威脅到能量守恒定律的準確性,可能會導致多個物理學理論的崩潰。
事關重大,一定要偵破失竊案,查明能量是怎么丟失的,是哪個小偷竊走的。1931年,奧地利物理學家泡利指出放射性物質的β射線中存在未知粒子,稱之為中微子,是“小偷”帶走能量。費米贊同并正式命名為中微子,這一觀點備受推崇。當年,科學家發(fā)現基本粒子極少,對中微子理論多持懷疑態(tài)度,認為只是為了保持能量守恒定律,保護物理理論完整性。中微子如幽靈般難以捉摸,其捕捉工作相當困難。作為中性粒子,中微子不帶電,不與電磁力相互作用,行蹤難尋,速度接近光速,穿透力強。從假設到捕捉,歷時25年。

1942年,中國科學家王淦昌提出《探測中微子的建議》,展望了一種探測方法。盡管當時年輕有為,他的建議卻為一位美國科學家所采納。經實驗證實,丟失的能量確實被中微子帶走。經過長時間的探索,1956年,美國科學家柯文和萊因斯宣布成功捕捉到中微子,他們利用一個大型探測器埋在核反應堆下方深處,最終檢測到來自核反應堆的中微子束。數十年后,科學家在宇宙空間捕捉到了中微子。他們建造了直徑為6米的大桶,埋入深藏的金礦中,構成了一座“中微子望遠鏡”,成功捕捉到了這些中微子。盡管神秘的中微子現身了,但科學家仍未完全揭示其真相,留下了一些新的難解之謎。

1987年,天文學家發(fā)現一顆超新星爆炸,釋放出大量中微子,其中一部分穿越宇宙抵達地球。科學家們運用儀器進行觀測,結果各異:有人稱中微子質量存在,有人認為極微小幾乎可忽略,還有人堅稱質量為零。中微子微小輕盈,或無質量,成為科學界謎團。物理學家與天文學家同樣關注此謎。星系團的形成依靠強大引力,否則將散開而不聚集。這個強大的引力從哪兒來?大家都認為來自星系的質量。可是,仔細計算一下,問題又來了:星系的總質量不足以提供那么強大的引力,最多只能提供20%,短缺的質量達到80%。