中微子可能是解開眾多宇宙之謎的關(guān)鍵。80多年來,世界各地富有冒險精神的科學家一直在追尋這種“鬼魅粒子”。
在本書中, 天體物理學家和獲獎作家雷·賈亞瓦哈納帶領(lǐng)我們踏上了一段激動人心的旅程,它將通向中微子的神秘世界,并展現(xiàn)追尋者的多彩人生。在這條旅途上,賈亞瓦哈納為我們解讀了粒子科學的奧秘,講述了一個別具宇宙寓意的偵探故事——交織著無數(shù)英雄人物的科學傳奇:才思敏捷的理論家泡利;陷入困擾的天才馬約拉納;原子時代的先驅(qū)費米;聲名遠揚的冷戰(zhàn)叛逃者蓬泰科爾沃;富有活力的瑪麗·居里和皮埃爾·居里“夢之隊”。還有今天的科學家,他們逮住了中微子這個小家伙,相關(guān)的實驗探測遍及*球:從安大略的鎳礦到意大利中部穿山而過的悠長隧道;從新墨西哥州的核廢料基地到中國的大亞灣;從深埋于地下的奧運會規(guī)格的水池到巨大的南*冰立方。
本書將為您揭示,為何中微子狩獵的下一個10年將顛覆我們對物理學、宇宙學及人類自身的認識。
中微子形同鬼魅,飄忽不定,在亞原子世界所有已知成員中是一個*其古怪和難以捉摸的家伙,對它的探測*其不易?茖W家圍繞中微子的研究迄今為止已經(jīng)拿下4個諾貝爾物理學獎。
我們中國科學家在這場對中微子的*球追捕行動中也作出了重要發(fā)現(xiàn),2012年3月8日,中國科學家王貽芳領(lǐng)軍的大亞灣中微子實驗發(fā)現(xiàn)了一種新的中微子振蕩模式,該實驗曾入選2012年年末美國《科學》雜志評選的“2012年十大科學進展”。2015年11月9日,王貽芳作為大亞灣中微子項目的*席科學家獲得有“豪華版諾貝爾獎”之稱的基礎(chǔ)物理學突破獎。這是中國科學家*次獲得這一殊榮。
王貽芳認為,中微子之謎遠沒有完*得到揭示,新的更重大的發(fā)現(xiàn)還在等著我們。要想了解中微子、中微子的探索歷程以及與中微子有關(guān)的科學家的故事,他向大家推*這本*富科學性、故事性和趣味性的《中微子獵手》。
中文版序一
在構(gòu)成物質(zhì)世界的最基本粒子中,中微子大概是最特殊的。它經(jīng)常出現(xiàn)在媒體上,或是有了新的重大發(fā)現(xiàn),或是出了烏龍事件。中微子大概也是唯一成為科幻電影核心元素的基本粒子。在基礎(chǔ)科學的前沿,大概還從來沒有一個研究對象這樣接近大眾,經(jīng)常成為街談巷議的主角。今年的諾貝爾物理學獎又為之添上了濃墨重彩的一筆。
中微子研究確實是科學前沿中的前沿。這一方面是因為其涉及的問題極為根本,牽涉人類對宇宙的根本認識,另一方面也是因為中微子看不見摸不著,探測極為困難,需要極復(fù)雜的技術(shù)。自20世紀30年代我們對中微子有認識以來,我們對其的了解有了巨大的進步,這從諾貝爾獎委員會的決定就可以看出來;仡欉@些發(fā)現(xiàn)的歷史,對廣大普通讀者乃至專業(yè)人士都會大有裨益,特別是對未來發(fā)展會有啟示作用。中微子之謎遠沒有完全得到揭示,新的更重大的發(fā)現(xiàn)還在等著我們。
《中微子獵手》一書非常生動地把中微子研究那漫長而豐富多彩的歷程展現(xiàn)給讀者。跟隨著作出卓越貢獻的各位科學家,我們慢慢步入了這個神奇而美妙的領(lǐng)域,領(lǐng)略了科學家在其中的艱辛,也分享了他們成功的喜悅。在本書中,作者介紹了這些科學家的主要事跡和逸聞趣事,特別是介紹了他們是如何想到解決科學難題的辦法的。他們的執(zhí)著和認真無疑是取得成功的保證。前輩科學家不僅給我們留下了寶貴的學術(shù)成就,而且告訴了我們?nèi)绾巫鋈、如何做學問的大道理。我們也看到這些科學家怎么通過實驗和理論分析從迷霧中走出來,獲得對自然的新見解,看到他們?yōu)檫@些成功喜極而泣的動人場景。
極為有幸的是,我們的中國團隊也是這種動人場景中的主角。大亞灣中微子實驗首次發(fā)現(xiàn)了中微子混合角?茲13不為零,這代表著一種新的振蕩模式的存在。在此基礎(chǔ)上,江門中微子實驗(JUNO)已經(jīng)啟動。這個新的實驗除了可以研究中微子等級(即是m1<m2<m3的正常次序還是m3<m2<m1的反常次序)等關(guān)鍵問題之外,還可以研究超新星中微子、地球中微子等各種前沿問題。我們相信未來的中國會在這一基礎(chǔ)科學領(lǐng)域中作出更多的貢獻。
《中微子獵手》的作者賈亞瓦哈納教授是天體物理學家,發(fā)表過多篇學術(shù)論文,同時也是極受歡迎的科普作家,出版過幾部得獎的暢銷科普著作。他還是旅行愛好者,訪問過許多國家和地區(qū),積累了豐富的經(jīng)驗和知識。他的寫作幽默風趣,引人入勝,讓人讀起來輕松愉快,既了解了物理學,又認識了這些研究物理學的人們。但愿讀者能從中獲得啟迪,甚至能產(chǎn)生投身中微子研究的愿望。
我向?qū)茖W有興趣的讀者推薦本書,希望你們能從閱讀中得到樂趣,也由此理解我們這些做中微子研究的人。
王貽芳
2015年11月3日
雷·賈亞瓦哈納,加拿大多倫多大學教授和加拿大實測天體物理學*席科學家。畢業(yè)于耶魯大學和哈佛大學,撰寫了百余篇學術(shù)論文,著有《奇異的新世界——尋找異域行星和太陽系外生命》等著作。他的科學發(fā)現(xiàn)經(jīng)常成為世界各地媒體報道的頭條新聞,并使他獲得了斯泰西獎、麥克萊恩獎、盧瑟福獎?wù)碌缺姸嗉为。賈亞瓦哈納還是一位*受歡迎的演說家和時事評論員。
中文版序一
中文版序二
第一章 搜尋升溫
第二章 一件可怕的事
第三章 追逐幽靈
第四章 從地下看太陽
第五章 宇宙中的變色龍
第六章 爆炸的恒星
第七章 逝去的一幕又一幕
第八章 革命的種子
時間順序大事記
術(shù)語表
致謝