探测小质量中性粒子的尝试

编者按

1930年，沃尔夫冈·泡利猜测原子核在β衰变过程中除了产生电子之外还会放出第二种粒子。他指出如果这第二种电中性的粒子携带了不同大小的能量，那么令人困扰的β衰变过程中电子能量的连续变化就可以得到解释了。费米将这一假想的粒子命名为中微子，《自然》在这篇文章中报道了查德威克和他的同事在探测中微子方面的一次失败的尝试。他们发现如果这一粒子确实存在，它们一定具有非常小的质量。事实正是如此，而且正因为中微子与其他粒子的相互作用非常微弱，所以中微子的探测异常困难。这一探测最终于1956年获得成功。之后物理学家又发现中微子有三种味。　　英文

最近，查德威克和利发表了他们实验得到的负面结果，设计该实验的目的是检验连续β射线谱伴随着发射出具有穿透性的中性粒子的可能性（《剑桥哲学学会会刊》，第30卷，第1部分）。上述中性粒子的能量可能是以这样的方式分布的：中性粒子能量与β粒子能量之和等于一个恒定的衰变能，由此把低能β粒子与高能“中微子”联系了起来。将一个包含镭D、镭E和镭F的强放射源（镭E可以给出很清楚的连续β射线谱）置于高压电离室附近，并利用铅屏来获得吸收曲线。得到的谱线与镭E的射线谱及钋的γ射线谱是完全一致的。经过计算可得，即使有中性粒子发射，它们也不可能在空气中150 km的路径内产生出多于1个的离子对。对这种中性粒子可能的性质考虑得到的结果是，如果它们存在的话，其质量一定很小且磁矩为零。　　英文

（王耀杨　翻译；朱永生　审稿）