美国为何不建对撞机(7)
2023-10-27 来源:旧番剧
这已经是一个可执行的实验方法,唯一的问题是,当时积贫积弱战火燃烧的中国根本不具备实验条件。
抚平心中的无奈与惆怅,王淦昌写成论文《关于探测中微子的一个建议》,于1941年10月13日寄到美国《物理评论》,并在1942年1月发表,希望美国同行完成他的实验。
美国物理学家阿伦(J.S.Allen)立即按照王淦昌的建议进行实验,并很快取得肯定结果。两个月后,即1942年3月16日,阿伦把他的题为《一个中微子存在的实验证据》的论文寄到《物理评论》,并在该刊1942年6月发表。
阿伦在文中一开始就明确指出,这个实验是王淦昌最近建议的。
“王淦昌-阿伦实验”是世界上第一个比较确切地验证中微子存在的著名实验,可惜实验精度不够,未能测出单能反冲。
后来许多人继续工作,直到1952年,雷蒙德·戴维斯(Raymond Davis)终于做成功。
04
撩开她的面纱
这还不是最理想的结果,王淦昌提出的实验构思,只能间接看到中微子逃逸后的尾迹,人们梦想将中微子拥入怀中,撩开她的面纱,一睹芳容。
难办的是,中微子是典型的冰美人,拒人光年之外,其平均自由程λ≈4.7x10^14公里,这意味着,在穿越一千亿个地球之后,平均一个中微子才可能与一个原子核发生亲密接触。
人们对此几乎绝望,直接窥探中微子的萍踪魅影,简直是不可能完成的任务。
1947年3月,王淦昌在美国《物理评论》上发表论文《建议探测中微子的几种方法》,又提出一个全新的思路:
通过重原子核裂变,产生极快极多的中微子,去打靶探测器产生核反应。
不能让一个中微子穿越一千亿个地球,那就让一千亿个中微子穿越一个地球。
例如一个装满水的探测器的长度为10厘米,当有5x10^18个中微子通过该探测器时,就有一个中微子能够在探测器中产生核反应。
弱水有三千,只取一瓢饮。
王淦昌提出的这个思路,对于中微子实验影响深远,上文提到的美国与意大利的21世纪中微子实验,本质上也是这种探测方式。
但王淦昌还是只能停留在纸上,当时中国正在打内战,哪有条件玩核裂变。
这一次又是美国人捷足先登。1953年,在萨凡纳河核电厂的地下室里,柯温(C.L.Cowan)和莱茵斯(F.Reines)实施了他们的“鬼魅计划”。
他们建造了一个中微子探测器,用水和氯化镉配成溶液,其中置入三个液体闪烁计数器。