粒子物理新篇开启：中微子振荡问鼎诺贝尔奖

10月6日下午，诺贝尔物理学奖揭晓。日本科学家梶田隆章（Takaaki Kajita）和加拿大科学家阿瑟.麦克唐纳（Arthur B。 McDonald）获奖，原因是发现了中微子振荡，证实了中微子有质量。粒子物理，可谓诺贝尔物理学奖的“宠儿”。“这是粒子物理领域第19次获得诺贝尔 物理学奖。”中科院高能物理所研究员曹俊告诉《中国科学报》记者。

2013年，诺贝尔物理学奖授予了希格斯粒子的发现者，而希格斯粒子对于完善粒子物理的标准模型具有重要的价值。

而与此相反，中微子振荡的发现，则说明粒子物理的标准模型并不完美。

超级神冈探测器主要探测大气中微子。

发现中微子振荡是“意外之喜”

今年，日本获奖者的发现来自一个名叫“超级神冈探测器”（Super Kamiokande）的大家伙。

在超级神冈实验之前的几十年里，太阳中微子失踪之谜和大气中微子反常现象，一直令人困惑不解。1998年，超级神冈实验发现，一种中微子在飞行中可以变成另一种中微子，使中微子的丢失得到了合理的解释。这种现象后来被称为“中微子振荡”。

然而，也许很多人不知道的是，日本科学家当初对于这一物理现象的发现，却并非“直奔主题”，发现它纯属“无心插柳”。

2002年，美国物理学家雷蒙特?戴维斯和日本物理学家小柴昌俊因探测宇宙中微子，获诺贝尔奖。这一成绩，鼓励了日本政府加大了中微子研究领域的投入力度。于是，他们将“实验容器”从3000吨升级5万吨，做成了超级神冈探测器。

“超级神冈实验当初设计出来并不是为了寻找中微子实验的，而是要找质子衰变。在探测质子衰变的过程中，需要去除中微子的影响，最后，超级神冈探测器虽然没有找到质子衰变，却意外地发现了中微子振荡。”曹俊说，“一般能够得上诺奖级别的，都是有一些意外的发现。”

萨德伯里微中子观测站主要观测太阳产生的中微子，太阳内部的核反应过程只会产生电子中微子。

物理学奖在颁什么？

中微子，属于构成物质世界的基本粒子，按照粒子物理标准模型的预测，中微子没有质量，也不会发生振荡。

“目前围绕着粒子物理标准模型，已经发了18个诺贝尔奖，有一部分颁给新粒子的发现者的，有一部分颁给相互作用机制的发现者。但是，长期以来，中微子是标准模型里认识得最不清楚的一种粒子。”曹俊说。