失踪了的太阳中微子

在泡利提出的中微子假设中，中微子的静止质量假定为零。然而，这个零质量假设却惹出了一连串的麻烦，甚至造成“大案”，其中一起就是“太阳中微子失踪案”。

虽然热核反应是太阳（以及类似太阳的其他恒星）能源的理论，已获得科学界的公认，然而，这一理论的某些细节却很难加以验证。因为太阳上的那只“热核反应炉”深埋在太阳的中心部分，它周围有大量不透明的物质包围着，我们在地球上是无法直接观测到其中的实际反应过程的。更令人感到高深莫测的是，太阳中心所发生的热核反应的效果，要经过3000多万年的无规则散射过程才传递到太阳的表面。3000万年的时间太长了，人类的历史也只不过300多万年，我们今天所观测到的太阳热核反应现象，还是人类还没有出现的时候太阳内部热核反应所产生的！

有没有更方便更快捷地观测太阳内部情况的办法？有！那就是通过太阳中微子。太阳辐射的总能量中，有30%是以中微子形式发射的。前面讲到，中微子在穿越物质时简直“如入无人之境”。因此，尽管太阳周围有大量不透明物质包围着，然而，来自太阳中心的大量中微子却能通行无阻地穿越太阳外层，射向地球。我们的地球更是无法阻挡中微子前进的“步伐”，而且，不论白天中微子从天上向下射向我们，还是晚上透过地球从脚下朝上照向我们，强度没有什么两样。因此，我们只要不分昼夜地想方设法“抓住”几个来自太阳的中微子，就能从中获得太阳中心热核反应的信息。

中微子几乎不与物质起反应，所以捕获中微子需要高超的技巧。有人提出了一种探测中微子的方案，这种方案利用了氯的同位素氯37（37C1）的一种性质。氯37吸收了一个高能中微子之后，会发射出一个电子而变成氩的同位素氩37（37Ar）。这是一种放射性同位素，通过对它的测定，就可以计算出中微子的数量。然而，氯37吸收中微子的机会是极其微小的。一个氯原子要吸收一个中微子，竟要等待1030年以上的时间。因此，必须用大量的氯原子来增加吸收中微子的机会。

有个实验小组就按照这个方案进行。为了避免宇宙射线及其他干扰因素的影响，他们把探测装置安放在一个深达1500米的矿井里。探测中微子的物质四氯化碳（CC14）液体，共有610吨（合40万升左右），都装在一个有几层楼那么高的钢箱中。这么多的四氯化碳中含氯原子达1030个以上，真可算是一片氯原子的海洋了。可是，预计它们能捕获的中微子为数仍很少，大约每天1个左右。

捕捉中微子的实验结果出乎人们意料，有时2天半才捉到1个，有时竟要5天才能捉到1个。总之，实际观测值只有理论计算值的三分之一。这就是说，约有一半以上的中微子“失踪”了，这就是著名的“太阳中微子失踪案”。

“案件”发生之后，科学家们费尽脑汁要侦破此案，他们向自己提出了种种疑问：上述理论与实验之间的矛盾，是反映了我们对太阳能源的认识有问题？还是反映了我们关于中微子所引起的物理过程的认识有问题？或者，我们做实验时用的测量方法、测量技术有问题？……看来，要彻底侦破“太阳中微子失踪案”还需时日。