manbet手机版约翰·n·巴考尔著manbet手机版＊

manbet手机版2001年到2003年是太阳中微子研究的黄金时期。manbet手机版在此期间，科学家们解开了一个困扰了他们四十年的谜团。manbet手机版这个解决方案对物理学和天文学都很重要。manbet手机版在这篇文章中，我将讲述这美妙三年的故事。^{manbet手机版1}

manbet手机版前两部分总结了太阳中微子的奥秘，并提出了过去三年来发现的解决方案。manbet手机版接下来的两个部分将描述该解决方案对物理学和天文学的意义。manbet手机版以下部分概述了太阳中微子研究中剩下的工作，并给出了我个人的观点，为什么花了三十多年的时间来解决失踪的中微子之谜。manbet手机版最后一节提供了解决方案的回顾印象。

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manbet手机版在20世纪上半叶，科学家们确信太阳的发光是通过在其内部深处将氢转化为氦。manbet手机版根据这一理论，在太阳内部，四个被称为质子(p)的氢核变成了一个氦核(^{manbet手机版4}manbet手机版He)，两个反电子(manbet手机版e^{manbet手机版+}manbet手机版(带正电的电子)，以及两种被称为中微子的难以捉摸的神秘粒子manbet手机版．manbet手机版这种核转换或核聚变的过程被认为是阳光的来源，因此也是地球上所有生命的来源。manbet手机版转换过程涉及许多不同的核反应，可以简写为:

manbet手机版(1)。

manbet手机版每次发生聚变反应(1)都会产生两个中微子。manbet手机版由于4个质子比一个氦核、2个正电子和2个中微子重，反应(1)向太阳释放了大量能量，最终以阳光的形式到达地球。manbet手机版这种反应经常发生。manbet手机版中微子很容易从太阳逃逸，它们的能量不会以太阳热或阳光的形式出现。manbet手机版有时中微子产生的能量相对较低，而太阳得到了大量的热量。manbet手机版有时中微子产生的能量更高，而太阳得到的能量更少。

manbet手机版方程(1)中的中微子和下面的插图是我们在本文中探索的谜团的焦点。

manbet手机版中微子具有零电荷，很少与物质相互作用，而且——根据粒子物理学标准模型的教科书版本——是无质量的。manbet手机版每秒大约有1000亿个来自太阳的中微子穿过你的指甲，但你感觉不到它们，因为它们与物质的相互作用非常少，也非常弱。manbet手机版中微子实际上是坚不可摧的;manbet手机版他们几乎什么都没发生。manbet手机版每1000亿个穿过地球的太阳中微子中，只有一个与构成地球的物质相互作用。manbet手机版由于中微子很少相互作用，它们很容易从产生它们的太阳内部逃逸，并将有关太阳聚变反应的直接信息带给地球上的我们。manbet手机版已知的中微子有三种。manbet手机版太阳的核聚变只产生与电子有关的中微子，即所谓的电子中微子manbet手机版．manbet手机版另外两种类型的中微子，μ子中微子manbet手机版还有tau中微子manbet手机版例如，在实验室加速器或爆炸的恒星中，与较重的电子——粒子μ子——一起产生manbet手机版和τmanbet手机版．

manbet手机版中微子消失了

manbet手机版1964年，继manbet手机版小雷蒙德·戴维斯。manbet手机版，他和我提出了一个实验，以测试将太阳中的氢核转化为氦核是否确实是阳光的来源，如式(1)所示。

manbet手机版我和我的同事们用一个详细的太阳计算机模型计算了太阳产生的不同能量的中微子的数量，还计算了放射性氩原子的数量(^{manbet手机版37}manbet手机版Ar)这些太阳中微子将在一个装有氯基清洗液(manbet手机版C_{manbet手机版2}manbet手机版Cl_{manbet手机版4}manbet手机版)．manbet手机版虽然这个想法在许多专家看来是不切实际的，但雷确信他可以提取出预测的几个原子的数量^{manbet手机版37}manbet手机版每月从一个大游泳池大小的洗洁液罐中取出1美元。

manbet手机版雷的第一个实验结果于1968年公布。manbet手机版他探测到的放射性氩原子数量只有预期的三分之一。manbet手机版预测到的中微子数量和测量到的中微子数量之间的差异很快被称为“太阳中微子问题”，或者在更流行的语境中，“失踪的中微子之谜”。

manbet手机版小雷蒙德·戴维斯(左)和约翰·巴卡尔穿着矿工服，戴着防护帽。manbet手机版这张照片摄于1967年，地点在美国南达科他州铅市霍姆斯泰克金矿地下一英里处。manbet手机版戴维斯向巴卡尔展示了他新建造的钢罐(直径6米，长15米)，里面有大量的清洗液(4万升)，用来捕捉来自太阳的中微子。 manbet手机版图片:由Raymond Davis, Jr.和John Bahcall提供

manbet手机版可能的解释

manbet手机版人们提出了三种解释来解开这个谜团。manbet手机版首先，也许理论计算是错误的。manbet手机版这可能以两种方式发生。manbet手机版要么是预测的中微子数量不正确，要么是计算出的氩原子产生速率不正确。manbet手机版其次，也许雷的实验是错误的。manbet手机版第三，这是最大胆也是最少被讨论的一种可能性，也许物理学家不了解中微子在穿越天文距离时的表现。

manbet手机版在接下来的二十年里，我和不同的研究人员对理论计算进行了多次改进和检查。manbet手机版计算中使用的数据得到了改进，预测变得更加精确。manbet手机版在太阳的计算机模型中，以及我对雷的坦克捕获中微子的概率的计算中，都没有发现重大错误。manbet手机版同样，雷也提高了实验的灵敏度。manbet手机版他还对他的技术进行了一系列不同的测试，以确保他没有忽略一些中微子。manbet手机版测量中未发现明显误差。manbet手机版理论和实验之间的差异一直存在。

manbet手机版那么第三种可能的解释，新物理呢?manbet手机版早在1969年，苏联的Bruno Pontecorvo和Vladimir Gribov就提出了上面列出的第三种解释，即中微子的行为与物理学家的假设不同。manbet手机版在这个想法最初被提出的时候，很少有物理学家把它当回事，但随着时间的推移，支持这种可能性的证据越来越多。

manbet手机版证据支持新物理学

manbet手机版1989年，在第一个实验结果发表的21年后，一个日美实验合作报告了试图“解决”太阳中微子问题的结果。manbet手机版这个新的实验小组名为神冈(Kamiokande)manbet手机版正敏Koshibamanbet手机版和Totsuka Yoji)使用一个大型纯水探测器来测量水中电子散射太阳发射出的最高能量中微子的速率。manbet手机版水探测器非常灵敏，但只能探测到由一种罕见的核反应(包括原子核衰变)产生的高能中微子^{manbet手机版8}manbet手机版B)在太阳能生产周期中。manbet手机版戴维斯最初的氯实验主要(但不是唯一)对同样的高能中微子敏感。

manbet手机版神冈实验证实，观测到的中微子事件的数量比太阳理论模型和教科书上对中微子的描述所预测的要少。manbet手机版但是，水探测器的差异比雷·戴维斯的氯探测器观察到的差异要小一些。

manbet手机版在接下来的十年里，三个新的太阳中微子实验加深了丢失中微子的谜团。manbet手机版意大利和俄罗斯使用含有镓的大型探测器进行的实验表明，能量较低的中微子显然也消失了。manbet手机版这些实验分别被称为GALLEX(由德国海德堡的Till Kirsten领导)和SAGE(由俄罗斯莫斯科的Vladimir Gavrin领导)。manbet手机版GALLEX和SAGE对低能中微子敏感的事实非常重要，因为我相信我可以更准确地计算出低能中微子的数量，而不是高能中微子的数量。manbet手机版此外，一个更大版本的日本水探测器，称为超级神冈(由Totsuka和yoichiro Suzuki领导)，对高能量中微子进行了更精确的测量，并证实了氯实验和神冈实验发现的高能量中微子的原始缺陷。manbet手机版所以高能量和低能中微子都缺失了，尽管比例不一样。

manbet手机版在这十年中获得的证据表明，中微子在从太阳内部到达地球探测器的途中一定发生了什么。manbet手机版在1990年,manbet手机版汉斯是manbet手机版我指出，需要新的中微子物理学来调和戴维斯氯实验和日美水实验的结果，这超出了标准粒子物理教科书所包含的内容。manbet手机版我们的结论是基于氯实验和水实验对中微子数和中微子能量的相对敏感性的分析。manbet手机版在意大利和俄罗斯进行的较新的太阳中微子实验增加了解释中微子数据而不使用新的物理学的难度。

manbet手机版新的证据也表明太阳模型的预测是可靠的。manbet手机版1997年，利用从太阳表面观测到的普通光的周期性波动，对整个太阳内部的声速进行了精确测量。manbet手机版测量的声速与我们的太阳理论模型计算的声速的精度达到0.1%。manbet手机版这些测量结果向天文学家表明，太阳的理论模型是如此准确，以至于该模型也必须正确预测太阳中微子的数量。

manbet手机版20世纪最后十年提供了强有力的证据，证明需要一个更好的基础物理学理论来解决中微子失踪之谜。manbet手机版但是，我们仍然需要找到确凿的证据。

manbet手机版解决方案

manbet手机版2001年6月18日中午12点15分(美国东部时间)，加拿大、美国和英国科学家合作宣布了一个戏剧性的消息:他们已经解开了太阳中微子之谜。manbet手机版国际合作(由manbet手机版阿瑟·麦克唐纳manbet手机版(加拿大安大略省)报道了第一个用1000吨重水探测器获得的太阳中微子结果^{manbet手机版2}manbet手机版(D_{manbet手机版2}manbet手机版新的探测器位于加拿大安大略省萨德伯里的一个镍矿，能够以不同的方式研究同样的高能太阳中微子，之前在日本用神冈和超级神冈普通水探测器进行了研究。manbet手机版加拿大的探测器被称为太阳中微子天文台(SNO)。

manbet手机版艺术家的绘画展示了萨德伯里太阳中微子天文台的剖面图，被包围在它的房屋里，淹没在一个矿井里。manbet手机版探测器内部装有1000吨重水，周围环绕着一个不锈钢结构，装有大约1万个光电倍增管。manbet手机版外层的桶状腔(直径22米，高34米)充满了净化的普通水，以提供支撑并屏蔽除中微子以外的粒子。 manbet手机版制图:版权所有©Garth Tietien 1991

manbet手机版权威实验

manbet手机版在他们的第一次测量中，SNO合作使用了重水探测器，其模式只对电子中微子敏感。manbet手机版SNO的科学家观察到，在太阳内部产生的电子中微子大约是太阳标准计算机模型预测的三分之一。manbet手机版超级神冈探测器主要对电子中微子敏感，但对其他类型的中微子也有一定的敏感性，它观测到的事件大约是预期的一半。

manbet手机版如果粒子物理学的标准模型是正确的，那么SNO测量的分数和超级神冈测量的分数应该是相同的。manbet手机版所有的中微子都应该是电子中微子。manbet手机版分数不同。manbet手机版粒子物理学的标准教科书模型是错误的。

manbet手机版结合SNO和超级神冈的测量，SNO合作确定了所有类型的太阳中微子(电子、μ子和τ子)的总数以及电子中微子的数量。manbet手机版所有类型的中微子的总数与太阳的计算机模型所预测的数量一致。manbet手机版电子中微子约占中微子总数的三分之一。

manbet手机版确凿的证据被发现了。manbet手机版确凿的证据是中微子的总数和仅电子中微子的数量之间的差异。manbet手机版缺失的中微子实际上是存在的，但以更难以探测的μ子和τ中微子的形式存在。

manbet手机版2001年6月公布的划时代的结果被随后的实验所证实。manbet手机版SNO合作进行了独特的新测量，在重水探测器中观测到所有类型的高能中微子的总数。manbet手机版仅从SNO测量的这些结果表明，在太阳内部产生的大多数中微子，在产生时都是电子中微子，在到达地球时都变成了μ子和τ中微子。

manbet手机版在SNO探测器中测量的中微子总数为确凿的证据提供了指纹。

manbet手机版这些革命性的结果是由日美合作实验机构Kamland独立验证的，他们研究的不是太阳中微子，而是日本及其邻国核反应堆释放的反中微子。manbet手机版由日本仙台的Atsuto Suzuki领导的合作小组观察到从核反应堆中检测到的反中微子数量不足。manbet手机版根据太阳模型的计算，太阳中微子的测量，以及解释了为什么以前的计算和测量似乎不一致的中微子行为的理论模型，已经预测了Kamland实验的缺陷。manbet手机版卡姆兰的测量结果极大地提高了我们对表征中微子的参数的认识。

manbet手机版消失的中微子去了哪里?

manbet手机版太阳中微子消失之谜的答案是，中微子实际上并没有消失。manbet手机版以前未计数的中微子从电子中微子变成了更难探测的μ子和τ中微子。manbet手机版戴维斯的氯实验没有检测到μ子和τ中微子;manbet手机版在俄罗斯和意大利进行的镓实验没有发现它们;manbet手机版第一次SNO测量没有检测到它们。manbet手机版对μ子和τ中微子缺乏敏感性是这些实验似乎表明大多数预期的太阳中微子缺失的原因。manbet手机版另一方面，日本的神冈和超级神冈水实验以及后来的SNO重水实验，除了对电子中微子的主要敏感性外，对μ子和tau中微子也有一定的敏感性。manbet手机版因此，这些水实验揭示了预测的太阳中微子的更大比例。

manbet手机版这一切对物理学意味着什么?

manbet手机版中微子怎么了?

manbet手机版太阳中微子有多重人格障碍。manbet手机版它们在太阳中以电子中微子的形式产生，但在到达地球的途中它们改变了类型。manbet手机版对于中微子来说，人格障碍的起源是一个量子力学过程，称为“中微子振荡”。

manbet手机版庞特科沃和格里博夫在1969年就有了正确的想法。manbet手机版能量较低的太阳中微子在真空中从太阳传播到地球时，从电子中微子转换为另一种类型。manbet手机版该过程可以在不同类型之间来回切换。manbet手机版个性变化或振荡的数量取决于中微子的能量。manbet手机版在较高的中微子能量下，振荡的过程因与太阳或地球上的电子相互作用而增强。manbet手机版斯塔斯·米赫耶夫、阿列克谢·斯米尔诺夫和林肯·沃尔芬斯坦首先提出，与太阳中电子的相互作用可能会加剧中微子的人格障碍，即物质的存在可能会导致中微子在不同类型之间更剧烈地振荡。

manbet手机版甚至在2001年的SNO测量之前，对所有太阳中微子实验数据的现象学分析就相当有信心地表明，一些新的物理现象正在发生。manbet手机版这些前SNO分析的首选中微子参数与后来SNO和超级神冈结果选择的参数一致，具有更高的置信度。manbet手机版但是，确凿的证据不见了。

manbet手机版SNO和超级神冈的结果放在一起就相当于找到了确凿的证据，因为它们都涉及到相同的高能太阳中微子，而且实验使用了许多物理学家熟悉的技术。manbet手机版此外，这两个实验都包括对测量结果的多次检查。

manbet手机版粒子物理学的标准模型有什么问题?

manbet手机版粒子物理学的标准模型假设中微子是无质量的。manbet手机版为了使中微子振荡发生，一些中微子必须有质量。manbet手机版因此，粒子物理学的标准模型必须进行修订。

manbet手机版适用于所有中微子数据的最简单的模型表明，电子中微子的质量大约是电子质量的1亿分之一。manbet手机版但是，现有的数据还不足以确定排除所有可能的解决方案，只有一种可能。manbet手机版当我们最终得到一个唯一的解时，不同中微子质量的值可能会成为理解超越粒子物理标准模型的物理学的线索。

manbet手机版关于中微子有两种等价的描述，一种是用中微子的质量来表示，另一种是用与中微子相关的粒子来表示(电子中微子与电子，μ子中微子与μ子粒子，或tau中微子与tau粒子)。manbet手机版质量描述和相关粒子描述之间的关系涉及某些常数，称为“混合角”，其值是潜在的重要线索，可能有助于改进基本粒子行为的理论。

manbet手机版太阳中微子研究表明，中微子可以改变它们的个性或类型。manbet手机版对这种疾病的数学描述决定了一些量，我们希望这些量将成为寻找基本粒子行为的更普遍理论的有用线索。

manbet手机版这一切对天文学意味着什么?

manbet手机版在SNO和超级神冈实验中观测到的中微子总数与使用太阳标准计算机模型计算的数字一致。manbet手机版这表明我们了解了太阳是如何发光的，这是启动太阳中微子研究领域的最初问题。manbet手机版中微子失踪之谜的解开是天文学的一个重要胜利。manbet手机版标准太阳模型的预测是正确的;manbet手机版粒子物理学的标准模型必须修正。manbet手机版40年前，当第一个太阳中微子实验被提出时，没有人会想到事情会发生这样的转变。

manbet手机版为了正确地预测太阳核反应产生的中微子的数量，必须详细地了解许多复杂的现象。manbet手机版例如，人们必须了解在难以测量的能量下的各种核反应。manbet手机版人们必须了解在非常高的温度和密度下的能量传输。manbet手机版人们必须在无法在地球上直接研究的条件下理解太阳物质的状态。manbet手机版太阳中心的温度在晴天比地球上的温度高大约5万倍，太阳中心的密度大约是水密度的100倍。manbet手机版人们必须测量太阳表面重元素的丰度，然后了解这些丰度是如何随着深入太阳而变化的。manbet手机版所有这些以及更多的细节都必须准确地理解和计算。

manbet手机版高能太阳中微子的预测数量可以通过量子力学计算来显示，它敏感地依赖于太阳的中心温度。manbet手机版1%的温度误差对应着约30%的预测中微子数量误差;manbet手机版3%的温度误差会导致两倍的中微子误差。manbet手机版这种高灵敏度的物理原因是，必须碰撞才能产生高能中微子的带电粒子的能量与它们的相互电斥力相比很小。manbet手机版在太阳中，只有一小部分的核碰撞成功地克服了这种排斥力并引起聚变;manbet手机版这个分数对温度非常敏感。manbet手机版尽管太阳的理论模型对温度非常敏感，但它足够准确地预测中微子的数量。

manbet手机版为了达到所需的精度，分布在世界各地机构的数千名研究人员的研究工作是必要的。manbet手机版由于过去四十年来的社区努力，我们现在对了解恒星如何发光有信心。manbet手机版我们可以利用这些知识来解释对包含恒星的遥远星系的观测。manbet手机版我们可以利用恒星如何发光和演化的理论来了解更多关于宇宙演化的知识。

manbet手机版还剩下什么要做?

manbet手机版氯和镓探测器不测量中微子事件的能量。manbet手机版只有水探测器(神冈、超级神冈和SNO)提供了观测到的太阳中微子能量的具体信息。manbet手机版然而，水探测器只对更高能量的中微子敏感(能量为500万电子伏)。

manbet手机版太阳的标准计算机模型预测，大多数太阳中微子的能量都低于水探测器的探测阈值。manbet手机版如果标准的太阳模型是正确的，那么水探测器只对太阳发射的中微子的0.01%敏感。manbet手机版剩下的99.99%必须在未来用对相对低能量敏感的新探测器来观测。

manbet手机版太阳是唯一一颗离地球足够近的恒星，我们可以观察到核聚变反应产生的中微子。manbet手机版观测丰富的低能太阳中微子对于更精确地验证恒星演化理论具有重要意义。manbet手机版我们相信，我们可以比计算高能中微子的数量更准确地计算出低能中微子的预期数量。manbet手机版因此，准确测量低能中微子的数量将是对我们太阳理论的准确性程度的关键考验。manbet手机版可能仍然会有惊喜。

manbet手机版在较低的能量(< 200万电子伏)下，我们认为Pontecorvo和Gribov的理论很好地描述了真空中电子中微子向其他类型中微子的转换。manbet手机版在更高的能量下，我们认为，如米赫耶夫、斯米尔诺夫和沃尔芬斯坦所建议的那样，为了理解电子中微子向其他类型的中微子的增强转换，我们需要与电子的相互作用。manbet手机版我们需要在低能下进行新的实验，以测试和定量地理解从高能过程到低能最重要过程的转换机制的变化。

manbet手机版低能的太阳中微子实验也可以提供描述中微子振荡的参数的精确测量。

manbet手机版我们可以用中微子来测量太阳的总辐射光度。manbet手机版目前对总光度的估计仅使用称为光子的光粒子。manbet手机版如果辐射能的唯一来源是本文开头所示的方程所描述的核聚变反应，那么这两种测量(光和中微子)将是一致的。manbet手机版我们期望基于我们目前对太阳如何照耀的理解达成协议。manbet手机版但是，如果存在另一种能量来源——某种我们还不知道的过程——那么用中微子和光测量的结果可能会有很大的不同。manbet手机版这将是一个革命性的发现。

manbet手机版为什么花了这么长时间?

manbet手机版太阳中微子消失的谜团在1968年首次被发现。manbet手机版雷·戴维斯在他的探测器中观测到的中微子事件数量远远小于预测值。manbet手机版但是，直到2001年，大多数物理学家才确信，太阳中微子之谜的起源是粒子物理学标准模型的不足，而不是太阳如何发光的标准理论模型的失败。

manbet手机版为什么大多数物理学家花了这么长时间才相信粒子理论是错的，而不是天体物理学?

manbet手机版让我们先听听一些最杰出的物理学家是怎么说中微子消失的。manbet手机版1967年，在他与格里波夫关于太阳中微子振荡的划时代论文发表的两年前，布鲁诺·庞特科沃写道:

manbet手机版“不幸的是，太阳中各种热核反应的重量和太阳的中心温度还不够为人所知，因此无法对预期的和观测到的太阳中微子进行有用的比较……”

manbet手机版换句话说，太阳模型中的不确定性是如此之大，以至于它们阻碍了对太阳中微子测量的有用解释。manbet手机版Bruno Pontecorvo的观点在20多年后得到了回应，1990年Howard Georgi和Michael Luke在一篇关于太阳中微子实验中可能的粒子物理效应的论文中写道:

manbet手机版“最有可能的是，太阳中微子问题与粒子物理学无关。manbet手机版这是一个巨大的胜利，天体物理学家能够预测^{manbet手机版8}manbet手机版B中微子在2或3倍之内……”

manbet手机版杨灯光。manbet手机版在2002年10月11日，也就是Ray Davis和Masatoshi Koshiba因首次宇宙探测到中微子而获得诺贝尔物狗万世界杯理学奖的几天后，他说:

manbet手机版“即使在戴维斯的艰苦工作和巴卡尔的仔细分析之后，我也不相信中微子振荡。manbet手机版我相信这种波动是不必要的。”

manbet手机版西德尼·德雷尔在2003年1月给我的一封私人解释信中写道:“(粒子物理学)标准模型的成功太宝贵了，不能放弃。”

manbet手机版粒子物理学的标准模型是一个美丽的理论，经过数千次实验室实验的检验，发现它能做出正确的预测。manbet手机版另一方面，标准的太阳模型在不熟悉的条件下涉及复杂的物理，以前没有经过高精度的测试。manbet手机版此外，标准太阳模型的预测敏感地依赖于模型的细节，如中心温度。manbet手机版难怪科学家们花了很长时间来指责粒子物理学的标准模型，而不是太阳的标准模型。

manbet手机版一个惊人的社区成就

manbet手机版当我回顾过去四十年来在太阳中微子研究领域所取得的成就时，我感到惊讶。manbet手机版由数千名物理学家、化学家、天文学家和工程师组成的国际社会共同努力，证明了在地球上一个深矿里装满清洁剂的游泳池里计算放射性原子，可以告诉我们有关太阳中心的重要信息，以及被称为中微子的奇异基本粒子的性质。manbet手机版如果我没有经历过太阳中微子的传奇，我不会相信这是可能的。

manbet手机版参考书目

manbet手机版J. n . Abdurashitov等人，“在22年太阳活动周期的一半期间，由俄罗斯-美国镓太阳中微子实验测量太阳中微子捕获率，”J. Exp. Theor。manbet手机版理论物理。manbet手机版95manbet手机版， 181-193 (2002);manbet手机版W. Hampel等人，“GALLEX太阳中微子观测:GALLEX IV的结果”，物理。manbet手机版列托人。manbet手机版B 44manbet手机版， 127-133(1999)。manbet手机版这两篇论文介绍了镓太阳中微子实验获得的关键观测结果。

manbet手机版Q.R. Ahmad等人，“测量的速度manbet手机版产生的相互作用^{manbet手机版8}manbet手机版B太阳中微子在萨德伯里中微子天文台，“物理。manbet手机版启。manbet手机版87manbet手机版， 071301(2001)。manbet手机版对于大多数物理学家来说，这篇论文改变了他们对太阳中微子的看法。

manbet手机版J.N.巴卡尔，“太阳中微子I.理论”，物理。manbet手机版启。manbet手机版12manbet手机版， 300-302(1964)。manbet手机版本文介绍了用氯探测器研究太阳中微子的建议的理论方面。

manbet手机版j·n·巴考尔和h·A·贝特，“太阳中微子问题的解决方案”，物理学。manbet手机版启。manbet手机版65manbet手机版， 2233-2235(1990)。manbet手机版我们在这篇文章中指出，如果氯和神冈太阳中微子实验都是正确的，就需要新的粒子物理学。manbet手机版镓和超级神冈实验的后续结果加强了这一论点。

manbet手机版J.N. Bahcall, M.H. Pinsonneault, S. Basu和J. Christensen-Dalsgaard，“标准的太阳能模型可靠吗?manbet手机版,《物理。manbet手机版启。manbet手机版78manbet手机版， 171-174(1997)。manbet手机版这篇论文的摘要总结道:“标准太阳模型对太阳性质的预测比涉及太阳中微子的应用所要求的更准确。”manbet手机版这一结论是基于太阳声速的测量值与标准太阳模型预测值的一致性优于0.1%。manbet手机版这一需要新物理学的推论是基于天文证据的，并在四年半后被漂亮的SNO太阳中微子测量所证实。

manbet手机版J.N. Bahcall, M.H. Pinsonneault，和S. Basu，“太阳模型:当前的epoch和时间依赖，中微子，和日震学性质，”天体物理学J。manbet手机版555manbet手机版， 990-1012(2001)。manbet手机版本文中的中微子预测与SNO和超级神冈实验的后续测量之间的一致性很好，在引用的理论和实验不确定度范围内。manbet手机版这篇论文是1962年开始的一系列研究的一部分，该研究旨在计算越来越精确的太阳内部模型，并改进太阳模型对中微子的预测。

manbet手机版h。a。贝特，《恒星的能量产生》，《物理学》。manbet手机版牧师。manbet手机版55manbet手机版(1939)。manbet手机版如果你是一名物理学家，而且只有时间阅读该学科的一篇论文，那么这篇论文就是你要读的。

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manbet手机版R. Davis Jr.，“太阳中微子。manbet手机版2manbet手机版物理实验。”manbet手机版启。manbet手机版12manbet手机版， 303-305(1964)。manbet手机版本文介绍了用氯探测器测量太阳中微子的方案的实验方面。

manbet手机版S. Drell, 2003年1月29日给John Bahcall的私人信件。manbet手机版在这封信中，德雷尔解释了他和许多理论物理学家在SNO实验的第一个结果发表之前不接受太阳中微子振荡的原因。manbet手机版他说，物理学的标准模型太漂亮了，太成功了，不能放弃。

manbet手机版K. Eguchi等人，“来自Kamland的第一个结果:反应堆反中微子消失的证据，”物理。manbet手机版启。manbet手机版90manbet手机版， 021802(2003)。manbet手机版你必须读过这篇论文才能相信这是可以做到的。manbet手机版这篇论文通过地面实验给出了太阳中微子改变其类型的明确证实。

manbet手机版Y. Fukuda等人，“覆盖太阳周期22的太阳中微子数据”，物理。manbet手机版Rev. Lett. 77, 1683-1686 (1996);manbet手机版S. Fukuda等人，“太阳能^{manbet手机版8}manbet手机版B和hep中微子测量来自超级神冈1258天的数据，“Phys。manbet手机版启。manbet手机版86manbet手机版， 5651(2001)。manbet手机版这些文章总结了日裔美国人非凡的水实验的太阳中微子结果。

manbet手机版H. Georgi和M. Luke，“中微子矩、质量和保管SU(2)对称性”，核子。manbet手机版理论物理。manbet手机版B 347manbet手机版， 1-11(1990)。manbet手机版这些作者表达了当时物理学家的普遍观点，即太阳中微子之谜不是由于新的粒子物理学。

manbet手机版V.N. Gribov和B.M. Pontecorvo，“中微子天文学和轻子电荷”，物理学。manbet手机版列托人。manbet手机版B 28manbet手机版， 493-496(1969)。manbet手机版就在这个问题被认识的一年后，这篇富有远见的论文提出了正确解决太阳中微子问题的基本思想。manbet手机版为了证明确实需要新的粒子物理学来解释数不清的中微子发生了什么，需要了30多年的时间。

manbet手机版S.P. Mikheyev和A.Y. Smirnov，“物质振荡的共振增强和太阳中微子光谱学”，苏联核物理杂志manbet手机版42manbet手机版， 913-917(1985)。manbet手机版米赫耶夫和斯米尔诺夫表明，沃尔芬斯坦(1978)和格里博夫和庞特科沃(1969)关于中微子振荡的想法为太阳中微子的缺失提供了一个自然而美丽的解释。manbet手机版他们的论文提供了解决太阳中微子问题所需的最终粒子物理元素。manbet手机版此外，米赫耶夫、斯米尔诺夫和沃尔芬斯坦关于物质对中微子振荡的影响的观点在与太阳物理学无关的领域中很重要，包括早期宇宙、恒星爆炸和地球上的实验室实验。

manbet手机版b.m.p ontecorvo，“中微子实验与轻子电荷守恒问题”，Zh。manbet手机版Exp Teor。manbet手机版发嘶嘶声。manbet手机版53manbet手机版， 1717-1725(1967)。manbet手机版在这篇预言性的论文中，庞特科沃第一次讨论了太阳中微子振荡的可能性。manbet手机版他还否定了使用太阳中微子来测试中微子振荡的可能性，因为他认为，理论上的预期并不可靠，无法达到所要求的精度。

manbet手机版A.Y. Smirnov，“固体固体效应和太阳中微子”，X国际中微子望远镜研讨会论文集，威尼斯，2003年3月11-14日，米拉·巴尔多·Ceolin编辑，第23-43页。manbet手机版这篇论文是对太阳中微子现象中物质效应的历史和基本物理学的一个清晰而漂亮的总结。

manbet手机版L.德军总部，物理学。manbet手机版牧师。manbet手机版D 17manbet手机版， 2369-2374(1978)。manbet手机版这篇非凡的论文催生了一个学术行业，并为后来关于中微子振荡的许多理论工作奠定了基础。manbet手机版Wolfenstein提出了一个优雅的物理推导机制，通过该机制，物质(电子)可以修改由Gribov和Pontecorvo提出的真空中微子振荡。

manbet手机版杨c.n.，“必要的微妙和不必要的微妙”，《中微子和超越标准模型的物理学含义》，由R. Shrock编辑，《世界科学》(2003)第5页。manbet手机版杨对必要的和不必要的微妙之处进行了富有启发性的区分。manbet手机版他解释说，直到实验证据变得压倒性，他才相信中微子振荡的存在。manbet手机版他认为振荡是一种智力上的奢侈，是以前已知的粒子物理学所不需要的。

manbet手机版＊manbet手机版约翰·n·巴考尔是理查德·布莱克自然科学教授，高级研究所，普林斯顿，新泽西州。manbet手机版约翰·巴考尔1956年在加州大学伯克利分校获得物理学学士学位，1961年在哈佛大学获得博士学位。manbet手机版他曾在加州理工学院任教，并在普林斯顿大学高级研究所担任自然科学教授。

manbet手机版Bahcall博士的专业领域包括星系模型、暗物质、应用于天文系统的原子和核物理、恒星演化和类星体发射和吸收线。manbet手机版1964年，他与雷蒙德·戴维斯(Raymond Davis Jr.)合作，提出可以通过实用的氯探测器探测到来自太阳的中微子。manbet手机版在随后的30年里，他完善了太阳中微子探测器的理论预测和解释。

manbet手机版一九九九年，巴考尔教授因其在星系模型、类星体吸收光谱及太阳中微子方面的研究，获美国天文学会颁发罗素奖终身成就奖。manbet手机版1998年，他被授予美国国家科学奖章和美国物理学会汉斯·贝特奖;manbet手机版1994年美国天文学会和美国物理学会颁发的海涅曼奖，以表彰他在太阳中微子方面的工作;manbet手机版1992年美国宇航局杰出公共服务奖章，以表彰他对哈勃太空望远镜的观测;manbet手机版以及1970年美国天文学会的华纳奖，以表彰他对类星体和太阳中微子的研究。

manbet手机版bacall教授1990-1992年担任美国天文学会主席，1990年代担任国家科学院天文和天体物理学十年调查委员会主席，该委员会成功地确定了研究项目的优先次序。

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manbet手机版首次出版于2004年4月28日