王淦昌与“鬼魂粒子”的故事

“幽灵粒子”的学名是“中微子”，它是构成宇宙万物的基本粒子。我们知道物质是由原子组成的，原子是由更小更基本的粒子组成的，这些粒子被称为“基本粒子”。人类发现的第一个基本粒子是带负电的“电子”，然后是带正电的第二个基本粒子“质子”，质子的质量是电子的1800多倍。科学家在发现电子和质子后非常兴奋。他们满意地说:“看，这个宇宙的结构是多么完美啊！两种基本粒子，一种带正电荷，另一种带负电荷，构成了宇宙。多么美妙、简单而美丽的宇宙图景啊！多好啊！”

然而，科学家们很早就开心了。宇宙的构成并不像科学家想象的那么简单。1930年底，为了解决当时物理学中的一个严重难题，奥地利物理学家保利提出宇宙中应该有一个基本粒子，它不带电荷，质量几乎等于零，可以*穿过像地球一样大的物体。因为这个假设的粒子没有带电(即电中性)，而且它的质量非常非常小，所以人们把它命名为“中微子”。

中微子被提出后，很少有人相信这样的粒子真的存在。由于它的自发性、古怪的特性和没有阴影，一些人给中微子起了个绰号“幽灵粒子”。保利提出中微子假说后，不仅其他人不相信，而且他也非常内疚。在他正式宣布中微子假说的那天晚上，他对另一位科学家说，“我今天做了一件可怕的事情。物理学家在任何时候都不应该这样做。我已经提出了一些永远不会在实验中测试的东西。”

王(网络图)

就在泡利还在犹豫的时候，王下定决心要找到中微子。在获得导师迈特纳斯的同意和帮助后，一场艰难的探索开始了。这个实验的难度非同寻常，因为这是一次前所未有的新探索，没有现成的设备可用，所有的仪器和设备都必须手工设计和开发。

经过一年多的艰苦探索，王终于取得了重要成果。凭借准确的实验数据，他初步证实了物理学史上对中微子的预测。然而，这个实验仍然存在许多问题，需要改进以经得起严格的审查。不幸的是，正当他在科学探索的旅途中航行时，出国留学的最后期限已经到了，王不愿留在德国。他渴望回到祖国，贡献自己的智慧和力量。

回国后，王去浙江大学任教。但是很快，日本帝国主义发动了对中国的全面侵略战争。当时王生活动荡，不能进行科学研究。直到1940年，他才生活在相对稳定的环境中。

王从来没有忘记中微子。一旦条件稍有改善，他将立即继续研究寻找中微子。在他离开德国后的几年里，科学家们对中微子的理解再次发生了变化。1936年，英国的狄拉克用非常尖锐的言辞反对保利的中微子假说。他在文章中写道:“中微子，一种无法被观察到的新粒子，是由一些研究者秘密创造的。”

狄拉克不是普通人。他是20世纪最伟大的物理学家之一，也是刚刚获得诺贝尔物理学奖的科学大师。他说没有像中微子这样“硬造”的东西，这对泡利的假设非常不利。只有一种方法可以说服狄拉克和许多不相信中微子的人:在实验室里找到中微子！

然而，要找到中微子并不容易。在过去十年左右的时间里，世界上许多杰出的物理学家设计了许多巧妙的实验，但他们就是找不到像“鬼”一样的粒子。

王老师正在讲课(网络图)

抗日战争变得越来越严重。王随浙江大学来到贵州湄潭。尽管条件极其恶劣，他患有肺病，但他仍然决定设计一个聪明的实验，以惊人的毅力找到这个难以捉摸的粒子。

他清楚地意识到:“泡利的假设很伟大，但是如果在实验中找不到中微子，这个假设就是空中楼阁。当然，这样说仍然相对容易，但在实验中做到这一点并不容易。幸运的是，王不再是留学时的王。虽然湄潭的条件很差，但王已经比较成熟，知道先做什么，怎么做。

经过一年多的归纳、分析和比较，王终于设计出了一个奇妙的实验方案，他相信最终会找到中微子。这个计划的想法现在看起来很简单，一般读者可能会理解。

1940年初，王从一本重要的外国物理杂志上看到了一些能产生中微子的核反应。反应表达式为:b+e++ & nu；。在公式中，a和b是反应前后的两个元素，e+是正电子，& nu中微子。他认为这种反应形式产生三种物质(B，e+和& nu)，这对于精确测量中微子的质量和能量来说太复杂了，应该找到一种新的方法。经过反复思考，他想到了用“K电子俘获”的方法来寻找中微子。

什么是电子俘获？有许多层电子围绕原子核旋转。离原子核最近的层叫做K层。如果原子核在其K层捕获电子，这就是K电子捕获。在这个过程中，原子核不发射电子，而是从离原子核最近的K层轨道上捕获一个电子。反应式为:A+e-& rarr；b+ & nu；。其中e-是电子。在这个反应之后，只有两个粒子(反冲核B和中微子& nu)，这两个粒子的动量是完全确定的。如果选择较轻的原子核，反冲核的动量更大，更容易测量。王还认为，由于轻元素的反冲核容易测量，建议用铍的K电子俘获过程来检验中微子的存在，即:Be+e-& rarr；李+&怒；。其中李是元素锂。不幸的是，那是当时抗日战争最困难的时期。教授们很难拿到薪水。他们怎么可能买得起精密仪器来做实验？

无奈之下，王不得不写了一篇关于他的设计方案的文章，这篇文章最初被送到了《中国物理》杂志，但没有被采纳。1941年10月，王把这篇文章送到《美国物理评论》上。后来，一位中国物理学家说，“这是《中国物理杂志》的损失。可以说是错过了！”

王的文章在美国发表后仅两个月，美国物理学家艾伦就根据王的计划发现了中微子。王的论文和艾伦的实验完全证明了中微子的存在，这在当时引起了不小的轰动。1943年，美国《现代物理学评论》把王的-艾伦实验列为国际物理学的主要成就之一。评论说:“王·和艾伦的实验完全足以证明泡利中微子假说。”

不幸的是，这是第二次世界大战中最激烈和最残酷的时期。因此，这样一个重大的科学突破没有引起足够的重视和宣传。否则，它完全有资格获得诺贝尔物理学奖。更令人气愤的是，美国和前苏联的一些人故意歪曲事实，把王的重大成就归咎于他们。然而，历史事实是无法抹杀的。它们是中国科学家的荣耀和荣誉。我们有责任找出真相，让每一个中国人都知道并记住它。