中微子存在的间接验证

中微子的性质很独特，它不带电，不能引起电离效应，不参与电磁相互作用和强相互作用，所以很难观测到它的踪迹。它很稳定，要观测到必须通过它与物质的相互作用。1933年，埃利斯和莫特（N.F.Mott）分析了ThC衰变为ThD的两个分支，提出与泡利一样的假设。1934年，亨德森（W.J.Henderson）利用磁聚焦的方法测量ThC和ThC"的β连续能谱的上限，发现β曲线的上限急剧中断，与泡利预计的相符。1938—1939年间，克兰（H.R.Crane）和哈尔彭（J.Halpern）用云室观察放射性元素³⁸Cl和β衰变，从观察到的电子在磁场中的偏转和核反冲的径迹，估算原子核的能量和动量，数据表明在衰变中存在第三个粒子。在探测中微子历程中，我国物理学家王淦昌作出过突出的贡献。1941年，王淦昌从抗战中的中国后方向《物理评论》投寄论文，题为《关于探测中微子的建议》①。他分析了克兰和哈尔彭有关β衰变中核反冲的实验后，认为由于反冲原子的电离效应太小，有必要用不同的方法来探测中微子。
     他指出：“当一个β+放射性原子不是放射一个正电子而是俘获一个K层电子时，反应后的原子的反冲能量和动量仅仅取决于所放射的中微子，原子核外电子的效应可以忽略不计。于是，只要测量反应后原子的反冲能量和动量，就比较容易找到所放射的中微子的质量和能量。而且，由于没有连续的β射线放射出来，这种反冲效应对所有的原子都是相同的。”他还建议以⁷Be为实验样品，通过K俘获的两种不同过程得到7Li的反冲能量。文章发表于1942年。同年艾伦（J.S.Allen）就按照王淦昌的方案测量了⁷Li的反冲能量，取得了肯定的结果，但由于所用样品较厚以及存在孔径效应，没有观察到单能的7Li反冲。后来，又有几起实验均未获成功，直到1952年，罗德拜克（G.W.Rodeback）和艾伦的³⁷Ar的K俘获实验才第一次测出³⁷Cl的单能反冲能。同年戴维斯（R.Davis）测出⁷Li的单能反冲能量，与王淦昌的预期相符，间接地得到了中微子存在的实验证据。