文章来源及参考文献见：施郁. 《诺贝尔奖委员会的错误：“幽灵粒子”中微子是如何现身的》. 科学, 2019, 71(5):45-49

中微子很难被直接探测。1941年王淦昌提出通过测量锂7的动能，从而确定中微子的能量。王淦昌提出的方法只是用来间接证明中微子的存在。莱因斯和科万后来探测到核反应堆中微子，戴维斯后来探测到太阳中微子，都是直接探测，才算是中微子的发现。

王淦昌与中微子

施郁

1956年7月，莱因斯（F. Reines）和科万（C. Cowan）在美国《科学》（Science）上发表了一篇短文，宣布中微子的发现。

中微子是很重要的基本粒子，1930年首先由泡利（W. Pauli）预言，名称“中微子”（neutrino）来自费米（E. Fermi）。1932年，海森堡（W. Heisenberg）提出原子核由质子和中子组成，而质子和中子可以看作同种粒子的两种状态。1934年，费米吸取海森堡的想法，推广狄拉克（P. Dirac）的量子电动力学，提出β衰变理论，认为β衰变的本质是中子转化为质子、电子和中微子（实为反中微子，当时还不知道有正反之别）。因此中微子并不是原子核的组分，而是来自原子核中的中子的β衰变。这是一个划时代的贡献，为物理学家建立了这样一个图像：在量子场中，粒子不断地产生和湮没。当然，这也是费米对于中微子物理的主要贡献，远超过为中微子命名这件小事。

虽然费米的β衰变理论使得人们对中微子的存在深信不疑，但是中微子直到1956年才首次被直接探测到，原因是中微子与其他粒子（称为靶粒子）的作用非常弱。所以，中微子俗称“幽灵粒子”。

王淦昌

虽然中微子很难被直接探测，人们可以利用能量守恒，间接证明它的存在。1941年，在迁至贵州湄潭的浙江大学，王淦昌提出这个方法[4]。这是寻找中微子道路上的首个突破。李炳安和杨振宁曾仔细研究过王淦昌方法的前因后果[5]。

王淦昌的方法是基于：铍7（铍的放射性同位素，原子核由4个质子和3个中子组成）俘获K壳层（原子中最靠近原子核的电子轨道）的电子而成为锂7时，同时放出一个中微子。这个过程本质上是：质子 + 电子 → 中子 + 中微子。因为反应前后能量和动量守恒，所以对于有两个反应产物的情况，锂7和中微子的动能都是唯一确定的，叫作单能。测量锂7的动能（又叫反冲能），就可以确定中微子的能量，证明中微子的存在。

但是在实际的实验过程中，由于样品厚度和孔径效应，导致存在若干不同动能的锂7原子核，做不到单能。王的文章发表几个月后，阿伦（J. S. Allen）及其助手最早做了铍7的K电子俘获实验，但是测量的锂7动能不是单能的。1950年，当时在伊利诺伊大学的阿伦及其助手改进了实验，但是仍然不是单能的[6]。1952年，阿伦和助手发表了氩37俘获K电子而成为氯37的实验，测量到了单能的氯37 [7]，因此首次成功实现王淦昌的方法，证明中微子存在，虽然不是用铍7。在此之后一个多月，美国布鲁克海文国家实验室的戴维斯（R. Davies）发表了铍7的K电子俘获，测量到了单能的锂7[8]。戴维斯在2002年的诺贝尔奖演讲中提到自己被阿伦赶超，但是引用了后者1950年的实验[9]——那个实验还不是单能的。

值得注意的是，王淦昌提出的方法只是用来间接证明中微子的存在，而无论是莱因斯和科万后来探测到核反应堆中微子，还是戴维斯后来探测到太阳中微子，都是直接探测，才算是中微子的发现。

莱因斯和科万是美国洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）实验室（原子弹的诞生地）的实验物理学家，最早从核反应堆找到了中微子（准确地说，是反中微子）。他们1951年开始实验，1956年成功。1995年莱因斯获得诺贝尔奖，而科万1974年就去世了。

戴维斯后来用氯水探测到太阳发出的中微子，因为太阳发出来的不是反中微子，而确实是中微子，所以与氯反应产生氩。1990年，小柴昌俊领导的神冈实验验证了太阳中微子短缺。1987年，他们还无意中捕捉到来自超新星1987A的12个反中微子。所以戴维斯和小柴昌俊因为“宇宙中中微子的探测”而各获四分之一诺贝尔物理学奖；贾科尼（R. Giacconi）因为发现宇宙X射线源而获得另一半。

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