中微子从死星的猝发已经帮助我们解决了一个使粒子物理学家和宇宙学家为之苦恼达十年之久的矛盾。它证实了指出这些粒子不具有一个有意义的质量的苏黎世实验室测量，而与俄国人所宣称的中微子有颇大的质量以致在空间中微子引力可以控制宇宙的最终命运相矛盾。

上月，在我们最近邻的星系即大麦哲仑云中，一颗星作为一颗超新星而爆发了（New Scientist，5 March，P14；见本刊同期页）。根据理论，这样一种爆炸应该产生巨大的中微子流和它们的反物质的等价物，即中微子。它们是来自这颗星的坍缩核心中粒子的相互作用。

工作于勃朗山下的意大利 - 苏联小组在2月23日早上注意到5个中微子的猝发。一天以后，天文学看见来自超新星的爆炸气体。但是现在看来，好像这些结果是错误的。操作着更灵敏的探测器的另外两个小组，在这个时候并不曾发现任何中微子——但是这两个小组在勃朗山“发现”后四小时半在完全同一时刻却接收到了中微子。

世界最灵敏的探测器是在日本中部的卡密奥卡（Kamioka）。它由盛有2140吨的纯化水的箱槽所组成，它的主要目的是研究质子是否自然地衰变成正电子。但是这个探测器对中微子也是很灵敏的。

当日本的研究人员听到天文学家已经发现了附近超新星时，他们彻底追查了他们过去几天的数据，发现了中微子猝发，在格林威治时间7点35分35秒，大概是第一个光学视见以前十八小时。这个猝发由11个事件组成，历时13秒，能量范围从7.5 ~ 36 MeV。最初5个成一个脉冲而来，持续时间小于1秒。大多数的事件是由反中微子引起的，探测器不能告诉它们是从什么方向来的。但是中微子引起的两个最初事件，日本人能测量它们来的方向；结果证明是大麦哲仑云的方向。

日本小组的科学家宣称他们的结果是“中微子天文学中第一个直接的观察。”支持他们的宣称是这样一个计算：如此一种事件仅能以每七千万年一次的机会发生。

日本的结果后来为在靠近俄亥俄州克利夫兰（Cleveland，Ohio）的类似探测器所证实，这个探测器由欧文和密执安大学以及布鲁克海文国家实验室所操作。当他们检核在超新星爆炸时60小时的数据后，他们仅仅发现一个猝发一一而且是在日本结果的同时（在日本结果精确度1秒以内）这个小组发现8个中微子事件，在6秒钟内，能量介于30 ~ 100 MeV之间，其中5个在头两秒钟到达，继而以这个速度消失。

如果勃朗山探测器真的接收到来自超新星的中微子，即使灵敏的日本探测器应该接收到多如28个事件，这些小组中也没有一个在勃朗山注意到的事件之时发现任何的事件。上周在法国莱斯阿尔克斯（Les Ares）举行的会议上，勃朗山研究人员所能给出的唯一解释是，他们的猝发是由具有太低能量的中微子所组成，以致不能触发别的探测器。勃朗山装置能探测低如5 MeV能量的中微子，而日本的仅能探测能量大于7.5 MeV的中微子。但是这个解释在别的研究人员中很少支持。

苏联研究人员在莱斯阿尔克斯的会议上也报告了他们在巴克圣（Baksan）的探测器曾经接收到中微子猝发，但是这18个事件中第一个是比在日本和俄亥俄州测定到的时间晚30秒，因此别的研究人员也怀疑这个结果。

俄亥俄和日本结果的类似性，即它们发生的时间和在猝发的结构上——有一半中微子在最初一秒钟到达——的类似性已经使得大多数科学家信眼它们的确标志着超新星爆发的时刻。这个最初猝发的紧密性允许他们提出中微子能有的质量上限。如果中微子有字面上的零质量，它将以光速运动。如果它有质量，它将运动得较慢，其速度依赖于中微子的能量。科学家在来自超新星爆炸气体的光到达之前（而不是之后）接收到中微子这一事实使得科学家能提出中微子质量的一些粗略的极限（New Scientist，12 March, P24；见本刊同期）。

但是紧密的猝发允许有更严格的极限。由于猝发包含着_不同能量的中微子，它们将以不同速度运动，因而应该在不同时间到达地球。几个不同能量的中微子在二秒钟内到达这一事实证明它们的质量必定小于15 eV。

粒子物理学家曾经面临着两种基于实验室实验的中微子质量的矛盾的宣称。苏联小组几年来一直宣称中微子质量在20 ~ 450 e V之间。另一方面，去年在苏黎世大学的实验得出结论认为质量一定小于18eV。超新星的结果清楚地证实了后一结果。十之八九，这个低的一种限制意味着中微子质量是精确等于零的。

一些宇宙学家一直宣称中微子能提供“黑暗物质”天文学家相信是构成宇宙大多数质量的看不见的物质。但是只有当中微子有类似于苏联所宣称的质量，中微子才能有充分的引力；而新的极限看来要排除这点。根据理论，中微子是大量存在的造成暗物质的唯一知道的粒子。然而，由于它没有足够的质量，宇宙学家现在将被迫寻求某种造成大部分宇宙的未知物质。

[钱树高译自New Scientist，1987年3月19日]