许多年前,科学家推断,太阳和其他恒星的原始能源是氢核的聚变。进行了不少试验,旨在证实这一基本假设。然而,却发现这一假设有严重的失误。从理论上讲,这样的聚变,会产生一股幽灵般的亚原子粒子——中微子流——轰击地球,但却始终没有能观测到密集的中微子流。

目前,在罗马附近一个纵深而巨大的洞穴中,一个欧洲研究所国际财团正倾其全力跟踪那些难以捉摸的粒子。如果这一努力获得成功,科学家离他们迷惑不解的问题——太阳为何会发光——就更进了一步。

中微子特别难以发现,因为它们能穿过实际上不起阻挡作用的物质。事实上,人们设想,它们2.3秒钟内就可以从太阳的核心部分达到太阳的表面。这段距离长达430000哩;但是,由于太阳内部浓密气体的原子使光线不断发生折射,100多万年光线也无法漫射到太阳表面。达到太阳表面后,中微子和光线均可在8分20秒内达到93000000哩外的地球。因此,中微子是使科学家可以“看到”太阳中心目前正在发生情况的唯一机会。

即使采用最复杂有效的仪表,亦仅能测到约5%的太阳中微子。对此有种种不同的解释,其中有些是希奇古怪的。有一种理论认为,若太阳熔炉暂时停火,尽管这要数百万年后才会影响地球,但最终将形成冰河期。另一种可能性是,中微子在飞向地球的途中,以三种方式振荡,据探测,只有其中一种振荡方式与电子有关。在这种情况下,中微子不会像通常认为的那样完全不具有物质。

还有一种理论认为,目前对恒星能源的认识是错误的。用麦克斯 · 普朗克核物理研究所梯尔 · 克斯顿博士的话来说,“那是十分戏剧性的。”

克斯顿博士是为探索太阳发光机制而组成的法国、西德、意大利、以色列有关研究所国际协作团体的发言人。他们的试验在罗马东部格兰 · 萨索隧道中的人工试验室中进行,需要30吨镓,这是一种软金属,耗量达世界年产量的三分之二。

试验因材料来源不足,以及价格过高而受阻,迄今为止,镓几乎仅供给电子工业。

之所以选镓为试材,是因为镓对所预期的中微子

的原始能量范围——约420000电子伏特——特别敏感。目前,试验所用的材料是全氯乙烯,这是一种洗涤液,它仅对能量最高的中微子敏感。

罗马附近的实验室已接近完工。该实验室长422呎(123.6米),宽60呎,高60呎。参加这一计划的德国科学家说,他们已获得保证,将得到购买镓所需要的1000万美元。欧洲国际财团的主要障碍在于缺少镓,这一制铝业的副产品。世界上镓的消费量与产量相当。克斯顿博士在一篇评论中写道,一旦钱落实后,还得3 ~ 4年才能积聚起所需的30吨镓。

克斯顿博士认为,在实验室启用两年后,探测器将有重要发现。而要证实这些发现,还得再加一年时间。自从西德和美国为争取那数百万美元资助的谈判破裂后,欧洲便开始了自己的试验。纽约勃洛克哈文国家实验室的戴维斯博士,用了大量南达科他纯净的深井水,为探测中微子已努力工作了许多年。他假设太阳内聚变产生的硼辐射出的高能中微子会击中净水中的氩37原子,将它转变为气态的氩37,由于氩37具有放射性,很容易测得。但是,使研究人员惊奇的是,只测得5%的氩37原子发生了转变。

由于清洁剂试验仅记录了能级最高的中微子,戴维斯博士(他现在正打算转到宾夕法尼亚州立大学去)与克斯顿博士和其他一些科学家合作,拟定了镓探测法。镓将混入100吨氯化镓(液态)。在这一液体中,镓原子有时会被中微子转变为锗(以氯化锗形式存在),氯化锗可用氦气泡从容器中清除掉。

苏联也正在准备一个有些相似的试验,但这儿的物理学家对该试验是否灵敏到足以解决这一问题仍表示怀疑。

克斯顿博士说,有人告诉他,苏联的试验将采用金属镓,现在已搞到了约20吨,他认为,要精确测定金属镓中形成的锗的量是非常困难的。因为某些未加说明的原因(显然与国家安全有关),尽管萃取金属镓并不难,仍不允许苏联科学家将金属镓转变为氯化镓。苏联的试验将在打入高加索山脉几哩深地道中的中微子实验室中进行。

[International Herald Tribune,1985年8月15日]