看不見、摸不到的太陽微中子要怎麼找呢？

如果我們可以偵測到太陽發出的微中子，就可以驗證貝特的理論，但是要如何偵測無影無蹤的微中子呢？

明知不可為而為之

雷蒙德．戴維斯（Raymond Davis Jr., 1914-2006）原本是一位化學家，他在1948年進入美國布魯克黑文國家實驗室，他的主管告訴戴維斯，他可以找有興趣的研究去做，戴維斯想想後決定研究微中子。

雷蒙德．戴維斯的照片

當時科學家提出一種偵測微中子的可行方法，雖然微中子跟物質作用的機率非常低，不過還是有機會撞上原子核，如果微中子撞擊氯（37Cl）的原子核，氯會轉變成氬（37Ar），而氬（37Ar）是放射性元素，可以從量測它的輻射，偵測微中子的數量。

戴維斯進行一系列的實驗，他設計的微中子偵測器外型像大水桶，桶子裡裝液態的四氯化碳（CCl4），用大量的氯來增加撞擊機率，可是戴維斯並沒有偵測到太陽微中子，他推測可能的原因是偵測器不夠大，他需要更大的偵測器，一百倍大！

如果沒有得到結果，接著要把設備加大一百倍，這必須要有非常好的理由，否則是拿不到研究經費的。尤其是戴維斯的專業是化學，做的是物理實驗，研究的對象是天文，他必須說服各方的科學家。還好科學界認為戴維斯的實驗很重要，成功的話將是重大的發現，戴維斯獲得經費，繼續他的微中子研究。

大海撈針

為了隔絕宇宙射線造成的錯誤訊號，戴維斯把微中子偵測器放在地下1.5公里的地方，那是一個舊金礦，他在那裡設置偵測器，偵測器裡裝39萬公升的四氯乙烯（C2Cl4）用來尋找微中子，四氯乙烯是早期洗衣店常用的乾洗劑。

戴維斯在地底下建造的微中子探測器，探測器裡裝著39萬公升的四氯乙烯。

1966年微中子探測器開始尋找微中子，幾次的觀測還是沒有偵測到微中子，戴維斯面對極大的難題，探測器還不夠大嗎？但是建造更大的探測器幾乎不可能。戴維斯已經把自己的研究生涯和所有的資源都投進去，結果一無所獲，接下來要怎麼辦呢？

1968年，戴維斯去加州理工學院訪問，跟一位物理學家閒聊，提到他遇到的困境，其中一項是要在39萬公升的四氯乙烯中找屈指可數的氬，這跟大海撈針一樣。這位加州理工學院的物理學家給戴維斯一些改善偵測氬的建議，這項改善可以提高氬偵測的精確度，讓探測器找到太陽微中子。

戴維斯彷彿看見隧道口的光，立刻請工程師改良氬偵測器。果然皇天不負苦心人，天助自助人助，戴維斯終於偵測到太陽微中子訊號！他成為成功偵測太陽微中子的第一人。

戴維斯偵測到太陽微中子之前，科學家把量測微中子視為不可能的任務，因為難度太高，成功率太低。但是戴維斯不把量測微中子視為畏途，開啟太陽微中子的研究。2002年，諾貝爾物理獎頒給戴維斯，表揚他對太陽微中子研究的貢獻（或明知不可為而為之的精神）。

關於作者：李昫岱，屋頂上的天文學家主理人，中央大學天文所博士，曾經於中央研究院天文所和美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校從事研究工作，目前在中正大學教授天文通識課。天文跟其他語文一樣，有自己的文法和結構，唯一的不同是天文寫在天上！現在的工作是用科學、藝術和文化的角度，解讀、翻譯和傳授這本無字天書，期望透過淺顯易懂的方式介紹天文的美好！