日加雙雄奪物理獎 破解「隱身人」之謎

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【星島日報報道】瑞典皇家科學院周二宣布，把二○一五年度諾貝爾物理學獎，授予東京大學宇宙綫研究所教授梶田隆章和加拿大女皇大學名譽教授麥克唐納，原因是他們發現中微子振盪現象，證明了基本粒子之一的中微子具有質量，破解宇宙「隱身人」(中微子)之謎，修改了基本粒子物理學的基本法則。這項發現有助解釋宇宙起源。

中微子是構成物質的最小單位的基本粒子之一，圍繞中微子是否有質量的論證持續了半個世紀。五十六歲的梶田隆章，十五年前介紹了某種中微子從宇宙到達位於日本本州島中部的神岡中微子探測器途中，其特徵會出現兩種轉變。而現年七十二歲的加拿大科學家麥克唐納（Arthur B. McDonald），同時證明了不同種類的太陽中微子在抵達地球途中會相互轉變種類。中微子是宇宙中數量第二多的粒子，僅次於光子，兩人發現中微子振盪效應，這是中微子在兩種形態間擺盪的過程。中微子擁有在飛行中變身為其他種類的性質，這只有具有質量的時候才會發生。

瑞典皇家科學院在新聞公報中說：「這兩名獲獎者的研究對證明中微子改變特徵作出了關鍵性貢獻，引發這種物理變化需要中微子具有質量，他們的發現改變了人類對物質內部運作的理解，並能提升對宇宙的認知。」諾貝爾委員會說，他們的發現「改變了我們對物質最深處活動的了解，而這對我們對宇宙的看法可能關係重大」。

委員會說，宇宙射綫與地球大氣層之間的反應會產生大量中微子，太陽內部的核反應也會產生中微子，每秒鐘有數萬億個中微子從我們身體穿過，沒有任何東西可以阻擋它們。目前，全球的相關實驗主要集中於捕捉中微子並檢測其屬性，探究中微子的神秘世界有望改變人類對宇宙歷史、宇宙結構及其未來命運的認識。

中微子是非常小的基本粒子，能自由穿過地球，不與任何物質發生作用，因而難以捕捉和探測，被稱為宇宙中的「隱身人」。根據上世紀七十年代建立的作為基本粒子物理學基礎的標準理論，中微子不具有質量。而兩人的研究改寫了這一理論，對於探究物質和宇宙起源的研究產生了巨大影響。

梶田擔任東京大學助教的時候，在位於岐阜縣飛驒市神岡町的地下礦山遺址內的中微子觀測設施「超級神岡」中，觀測到了在大氣中產生的大氣中微子，一九九八年，他發現了證明中微子振盪現象。 二○○四年，日本研究人員還利用質子加速器向相距二百五十公里的神岡中微子探測器發射中微子。根據理論值，研究人員最終應捕獲到一百五十個中微子，而實際捕獲的中微子只有一百零八個。研究者認為，未能捕獲到的中微子在穿過大氣和地球時發生了振盪現象。兩名獲獎者將平分八百萬瑞典克朗（約七百四十九萬港元）的獎金。

星島日報