太阳中微子出现率降低之际太阳黑子数增加，而太阳黑子消失之时中微子出现率正好增长，这是为什么？

太阳中微子如此不可思议

“太阳中微子问题”存在已有20年之久，这种粒子由太阳中心部分的核聚变反应产生。1968年美国在南达科他州的霍姆斯塔克金矿建起了一个实验装置——一个盛满氯气漂白剂'的大罐子，用来探测太阳中微子。该装置已持续发现了标准行星物理学理论所预测的中微子的1/3到1/4。尽管这种神秘粒子的探测工作十分困难，但是到目前为止还没有一个人发现该实验有什么明显的不足。

现在中微子研究人员还有另一个问题有待弄清。宾夕法尼亚大学的无线电化学家雷蒙德 · 戴维斯（Raymond Davis）领导的研究小组试图确定：到达地面的太阳中微子流是否受11年太阳黑子活动周期的直接影响。

太阳黑子？宾夕法尼亚的肯尼思 · 兰德（Kenneth Lande）——一个老资格的合作者（他最近在美国物理学会报告了有关的新发现）承认太阳黑子是很特别的东西。兰德认为，产生中微子的核聚变反应只发生在太阳中心部位，而产生太阳黑子活动周期的扰动磁场似乎要通过太阳。很明显中微子必须穿过日心以外各球层。标准的粒子理论认为中微子与普通物质的相互作用很弱，而且与磁场的相互作用更弱。所以难以弄清太阳活动周期对中微子有什么样的影响。

排除一些反常现象，兰德说，在前一个太阳活动峰年的1980年，太阳中微子流几乎减少到零，接着中微子流的强度又缓慢地递增直到太阳活动低年的1986年，这时中微子流峰值达到大约4.2个太阳中微子流单位即4.2 SNUs，SNU由戴维斯定义，是中微子反应率的一个量度。1988年夏季，太阳黑子数又开始上升到最大点，中微子流又猛跌到1 SNU，而以后又一直保持到下一年。

最近的观测数据正在分析之中，兰德认为，根据现在手头近二十年的资料，可以得出这样一个必然的结论：“太阳黑子活动与中微子流强度呈负相关。”

这个结论怎么解释？兰德说，虽然没有人知道真实原因，但中微子观测者现在比较赞成用苏联物理学家E. kh. 埃克米道夫（Akhmedov）等人提出的混合理论来解释。

这个混合理论的前半部分是所谓MSW理论，该理论在1986年提出，可以解释平均太阳中微子流如此之低的原因。它基于自然界存在三类中微子——电子中微子、τ中微子和介子中微子这样一个事实。霍姆斯塔克实验只能探测太阳产生的电子中微子。然而根据权威的基本粒子理论，与普通物质的弱相互作用使电子中微子产生“振荡”，偶尔也有部分电子中微子转换成τ型中微子和介子中微子，但霍姆斯塔克实验还没有观测到这两类中微子。

混合理论的后半部分是著名的异常磁矩理论。它起源于这样一个事实：三种类型的中微子都有像回旋仪一样的旋转运动特性。根据标准粒子理论，这些中微子都有围绕自身前进方向逆时针的旋转运动。物理学家们进而认为其运动符合左手定则。因为标准粒子理论认为中微子不会同普通物质发生较大的相互作用，其运动不能用右手螺旋法测描述，意即它们不可能产生也不可能被观测到。

根据异常磁矩理论，上面的标准粒子理论禁区会出现危机。特别是这种理论提出所有类型的中微子都有可能同磁场发生相互作用，而且比标准粒子理论所描述的强10倍左右。这样，假如太阳中微子碰到一种特殊强度的磁场——这种磁场可能出现在太阳活动高年——通过相互作用很可能触发粒子的旋转并把它转换成运动特性符合右手螺旋法则的中微子。因为在霍姆斯塔克或其它地方将不可能探测这种触发粒子，这样，在太阳活动高年的中微子流暴跌原因就可以解释清楚了。

兰德解释说，当中微子振荡的能量产生一部分能量使中微子旋转时，MSW理论和异常磁矩理论就可以统一起来了。中微子空缺与太阳黑子活动的负相关就可以用单一的机制解释。

不幸的是目前还没有哪种理论被霍姆斯塔克实验证实。与此同时也留下一点余地，人们可以怀疑太阳活动高年中微子空缺现象存在与否。?姆斯塔克实验探测的是从氯 - 37到氩 - 37的转换。持怀疑态度的人可能总是认为中微子空缺效应是理论物理学家从太阳核反应作出的推算中的可忽略部分。

然而，到今年底，情况就会明朗化。第一个结果将来自欧洲和苏联的两个新探测器，这两个探测器是采用太阳中微子与镓的相互作用原理制成的，这个反应对质子聚变成氦产生的低能量中微子很灵敏。质子核聚变过程释放巨大的太阳能。从太阳能辐射所作的直接计算表明：质子 - 质子核聚变反应可能产生至少70 SNUs的中微子流，兰德说：“如果镓元素所作的新探测器证实中微子出现率确实低的话，那么中微子的研究将有新的结果出现。”

[Science，1980年4月27日]