美国物理联合会(AIP) 2015年诺贝尔奖信息资源页

该资源页提供了与中微子振荡的研究发现相关的背景资料,评论,科技手稿等。

2015年10月6日华盛顿—2015年诺贝尔物理学奖今天颁与了东京大学(University of Tokyo)的Takaaki Kajita和加拿大皇后大学(Queens University)的Arthur B. McDonald, 表彰他们 “发现了中微子振荡,这表明中微子是具有质量的。”

为了帮助广大媒体和公众更好地认识和了解这项工作,美国物理联合会(AIP)汇编了诺贝尔物理学奖信息资源页,包含相关科技论文和文章,专家点评以及其他资源。来自美国物理学会(American Physical Society)的原创性论文,《今日物理》杂志对于这项工作的报道,以及由美国物理联合会出版的其他相关论文现在已免费提供给读者。该网页将全天进行更新,读者可以通过如下链接阅览:
https://www.aip.org/science-news/nobel/physics2015

概述

中微子是一种亚原子粒子,它们虽然微小,却非常丰富。数万亿的中微子每秒钟都在穿过你的身体,据科学家估计,宇宙中所有中微子的重量约等于所有可见恒星重量的总和。然而,在很长的一段时间里,物理学家们认为中微子是没有质量的。2015年的诺贝尔物理学奖表彰的两个研究团队发现了中微子可以改变类型,从而证明了这种难以捉摸的粒子是具有质量的。这项发现与标准模型(Standard Model)是相互矛盾的,而标准模型是迄今为止描述宇宙基本粒子以及它们之间相互作用的最佳方程,因此这项发现也表明了未知的物理知识依然存在,等待人们去探索发现。

中微子有三种类型,被称为三种味:电子(electron) 中微子,陶(tau)中微子,缪(muon)中微子。1998年Takaaki Kajita在日本用超级神岗探测器(Super-Kamiokande detector)探测到的数据展示了产生于宇宙射线和地球大气相互作用中的中微子在穿过地球到达探测器底部时变换了类型。2001年,Arthur B. McDonald带领的研究组在加拿大萨德伯里中微子天文台(Sudbury Neutrino Observatory)发现了来自太阳的中微子也会经历类型变换。

两个实验都需要工程上的杰作来构建出巨大的探测器来探测到很难和任何物质发生相互作用的,难以捉摸的中微子。比如SNO探测器包含一个直径为12米的内含1000吨重水的球体。整个空间被9500个光电倍增管监控,同时被超纯水包围以屏蔽周围环境中的放射性衰变。

来自美国物理联合会(AIP)的首席执行官(CEO)Robert G.W.Brown的评论

“今年的诺奖突显了我们在对宇宙基本粒子认识方面所跨出的重要一步,它促进了我们对于粒子物理和宇宙学的理解。” 美国物理联合会首席执行官(CEO) Robert G.W. Brown说。

“你也可以说这是量子力学的一个成功,因为没有了它,我们无法从实验中得出令该项研究获奖的实际意义,” 他补充说。“量子力学和波干涉再一次为振荡行为提供了解释—这一次是通过质量,以前是通过光子。”

来自美国物理学会(APS)的原创性论文—现在免费提供

诺贝尔奖评委会强调下面列出的三篇美国物理学会(APS)的期刊论文对奖项引用非常关键,美国物理学会免费提供了这些文章。

Evidence for Oscillation of Atmospheric Neutrinos
Y. Fukuda et al. (Super-Kamiokande Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 81, 1562 (24 August 1998)
http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.81.1562

Measurement of the Rate of ν + d → p + p +e − Interactions Produced by 8 B Solar Neutrinos at the Sudbury Neutrino Observatory
Q.R. Ahmad et al (SNO collaboration)
Phys. Rev. Lett. 87, 071301 (13 August 2001)
http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.87.071301

Direct Evidence for Neutrino Flavor Transformation from Neutral-Current Interactions in the Sudbury Neutrino Observatory
Q. R. Ahmad et al.
Phys. Rev. Lett. 89, 011301 (13 June 2002)
http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.89.011301

《今日物理》杂志的相关文章—现在免费提供

Cosmic‐Ray Showers Provide Strong Evidence of Neutrino Flavor Oscillation
Bertram Schwarzschild,
Physics Today 51, 17 (1998)
http://dx.doi.org/10.1063/1.882378

Strong Evidence for Flavor Oscillation in Atmospheric Neutrinos
Bertram Schwarzschild,
Physics Today 51, 19 (1998)
http://dx.doi.org/10.1063/1.882331

First Events Seen at Sudbury Neutrino Observatory
Richard Fitzgerald,
Physics Today 52, 18 (1999)
http://dx.doi.org/10.1063/1.882772

Novel heavy-water detector unveils the missing solar neutrinos
Bertram Schwarzschild,
Physics Today 54, 13 (2001)
http://dx.doi.org/10.1063/1.1404838

Solar Neutrino Experiments: The Next Generation
John N. Bahcall, Frank Calaprice, Arthur B. McDonald and Yoji Totsuka,
Physics Today 49, 30 (1996)
http://dx.doi.org/10.1063/1.881501

美国物理联合会(AIP)出版的相关论文—现在免费提供

两个获奖者的论文:

Astrophysical neutrino telescopes
A. B. McDonald, C. Spiering, S. Schönert, E. T. Kearns and T. Kajita
Rev. Sci. Instrum. 75, 293 (2004)
http://dx.doi.org/10.1063/1.1642740

Takaaki Kajita的论文:

Neutrino oscillations: Atmospheric, long baseline, and reactor experiments
Takaaki Kajita
AIP Conf. Proc. 610, 3 (2002)
http://dx.doi.org/10.1063/1.1469913

Latest results from Super-Kamiokande
Takaaki Kajita and Super-Kamiokande Collaboration
AIP Conf. Proc. 539, 31 (2000)
http://dx.doi.org/10.1063/1.1330898

Topics in neutrino physics including new results from Super-Kamiokande
Takaaki Kajita
AIP Conf. Proc. 412, 146 (1997)
http://dx.doi.org/10.1063/1.54238

Recent results from Kamiokande on solar and atmospheric neutrinos
T. Kajita
AIP Conf. Proc. 272, 1187 (1992)
http://dx.doi.org/10.1063/1.43255

KAMIOKANDE* KAMIOKA Nucleon Decay Experiments; status and performance
K. Arisaka, T. Kajita, T. Kifune, M. Koshiba, K. Miyano, M. Nakahata, T. Suda, A. Suzuki, K. Takahashi, M. Takita and Y. Totsuka
AIP Conf. Proc. 114, 54 (1984)
http://dx.doi.org/10.1063/1.34507

Arthur B. McDonald的论文:

Solar Neutrinos, SNO and SNOLAB
A. B. McDonald
AIP Conf. Proc. 917, 35 (2007)
http://dx.doi.org/10.1063/1.2751937

Direct Evidence for Neutrino Flavor Transformation from Neutral‐Current Interactions in SNO
A. B. McDonald, Q. R. Ahmad, R. C. Allen, T. C. Andersen, J. D. Anglin, et al.
AIP Conf. Proc. 646, 43 (2002)
http://dx.doi.org/10.1063/1.1524553

Polarized gaseous He targets
T. E. Chupp, R. A. Loveman, M. E. Wagshul, A. M. Bernstein, W. Fong, A. K. Thompson, D. Tieger, K. von Reden, K. P. Coulter, A. B. McDonald and W. Happer
AIP Conf. Proc. 187, 1320 (1989)
http://dx.doi.org/10.1063/1.38356

A D2O Cerenkov detector for solar neutrinos
E. D. Earle, G. T. Ewan, H. W. Lee, H.‐B. Mak, B. C. Robertson, R. C. Allen, H. H. Chen, P. J. Doe, D. Sinclair, W. F. Davidson, C. Hargrove, R. S. Storey, G. Aardsma, P. Jagam, J. J. Simpson, E. D. Hallman, A. B. McDonald, A. L. Carter and D. Kessler
AIP Conf. Proc. 150, 1094 (1986)
http://dx.doi.org/10.1063/1.36076

Parity violation in proton‐proton scattering at intermediate energies
V. Yuan, H. Frauenfelder, R. W. Harper, J. D. Bowman, R. Carlini, D. W. MacArthur, R. E. Mischke, D. E. Nagle, R. L. Talaga and A. B. McDonald
AIP Conf. Proc. 150, 1189 (1986)
http://dx.doi.org/10.1063/1.36171

Parity nonconservation in proton‐water scattering at 800 MeV
D. E. Nagle, J. D. Bowman, R. Carlini, R. E. Mischke, H. Frauenfelder, R. W. Harper, V. Yuan, A. B. McDonald and R. Talaga
AIP Conf. Proc. 95, 150 (1983)
http://dx.doi.org/10.1063/1.33893

Polarized photons for a measurement of parity violation in deuterium
A. B. McDonald, E. D. Earle and E. T. H. Clifford
AIP Conf. Proc. 95, 586 (1983)
http://dx.doi.org/10.1063/1.33812

Parity violation in the np system at low energy
A. B. McDonald
AIP Conf. Proc. 69, 1358 (1981)
http://dx.doi.org/10.1063/1.32838

An experiment to measure parity violation in the H(γ,n)H reaction
E. D. Earle, A. B. McDonald and J. W. Knowles
AIP Conf. Proc. 69, 1436 (1981)
http://dx.doi.org/10.1063/1.32790

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