能量守恒定律真的成立吗?一起来看看“中微子”引发的学术风波!

新闻快讯网时尚 2019-04-06

人尽皆知,能量守恒定律是物理学的基本定律之一,它表示,一切物理过程的总能量保持不变。只要反应是在封闭体系里发生的,对于该体系外界不吸收其能量,也不提供以能量,那末反应初始时的能量便等于终结时的能量。简单来说,能量在转化与传递过程中并不会凭空消失。然而,你知道吗,这个最普适最基本的定理也有局限性,人们只好引入中微子这个概念去化解危机,小虫认为,这种为了挽回理论的正确性去引入新的粒子代价是巨大的。

能量守恒定律真的成立吗?一起来看看“中微子”引发的学术风波!

能量守恒定律对于包含基本粒子的过程,特别是对于涉及中子裒变而释放能量的场合,也同样成立。衰变后的粒子,即质子和电子的能量应该等于中子的能量。 但是,β衰变实验的结果令人昨舌,β衰变后粒子的能量总和竟小于其初始能量!某些物理学家,包括原子物理学之父玻尔,甚至考虑了能量守恒定律不成立的可能性,至少在诸如上迟那样罕见的场合是如此。这个终极理论真的要被推翻了吗?

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为了弥补这个漏洞,物理学家泡利后来解决了这个问题,他假定存在另外一种中性粒子,在衰变过程中,随着电子一起放射出来。之后,意大利物理学家恩里科.费宏(Enrico Fermi)把这种粒子命名为中微子(“微小的中子”)。因此,中微子是中子衰变过程中能量消失的原因所在,及至此时,便挽救了能量守恒原理,尽管这是以引入新粒子作为代价的。

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泡利本人相信,这种新粒子决不会被直接观测到,故而他的假设或许总只是个假设。但结果是,泡利过高估计了寻找中微子的困难。物理学家为证实他的假设花费了二十多年时间,后来,终于借助核反应堆而发现了中微子。现在我们对中微子的了解更多了,知道了它是极轻的粒子,其质量竟然比电子的质量还要小一万倍,实际上,可以同光子一样,中微子的质量也趋近于零。但是,“横空出世”的中微子也给人们敲响了警钟,物理学界还有多少我们不知道的事情,现有的理论是真是假,也许都需要不断引入新的概念去支撑当今的物理大厦,在强大的自然面前,人类切不能骄傲自满,用科学理论改变自然的同时应怀揣着一颗敬畏之心。欢迎评论留言讨论!