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实验是如何终结的？ [:1700965626]
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实验是如何终结的？ 模型、背景与定论
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并不是所有人都被说服，包括那些基于他们自己对各种论据表示赞同的人。在1973年5月17日，中微子协作团队在欧洲核子中心召开一次会议。是时候就单电子研究给出最终的评论了，但中性流子组凭借一份详实的进度报告主宰了整场会议。普利亚提出一种方法，能够完全根据在室的可视范围内事件的特点估计出中子背景。以无μ介子的事件为例，假设它是由一个中子造成的，并计算出在无任何相互作用的情况下中子在室内已经移动的距离（潜在路径），然后测量从潜在路径的起点到发生相互作用时所在位置的距离。如果大部分中性流备选是由中子产生的，应该会出现很多事件，其中实际路径与潜在路径的比率趋近于0。相反地，如果真正的中微子造成了无μ介子事件，那么实际路径与潜在路径的平均比率应正好为50%。中微子在潜在路径起点发生反应的可能性与在终点相同。[1]
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普利亚从内部进行的分析避免许多关于设备周边物质分布或中微子进入实验区的流量的假设。在同一次会议中，巴尔迪（R.Baldi）与缪塞提出了另一种内部分析，涉及室范围内的进入内壳层与外壳层的虚拟区域。如假设所有的中性流备选都是由中子引起的，法国的物理学家可以估算出“本源的”荷电流事件发生在合适范围内的外壳层的可能性。他们的结论是：“此类事件无法用中子解释。”[2]
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同时，其他几个研究组加紧努力，想要制成计算机合成的中子背景蒙特卡罗模拟（从外部分析）。伯纳德·奥贝特（Bernard Aubert）发表了一篇带有初始结论的论文，但当他说到纯中子背景预测的关联事件数要比观察到的多十倍这一假设时，他表达出的倾向没有招致任何质疑。在奥赛，维来尔与布鲁姆（D.Blum）完成一件关于线圈以及防护层中物质分布的高度简化的电脑模型。对此他们还附上了中子能量分布与角度分布的粗略估计，并使用计算机对背景做出大量预测。同时，欧洲核子中心研究组制定好了自己的蒙特卡罗程序。[3]
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只有输入模型的参数或者程序员精密的设置才能使蒙特卡罗模型起到良好的作用，“输入的是垃圾，产出的也就是垃圾”。对于中子背景来说，有几项参数对于程序来说必须要符合实际，有其所代表的含义。一项重要数据是中子相互作用的长度，Λ。（假设大约一半——1/e——的中子会发生相互作用，如果他们移动Λ距离。）一般而言，编写程序的物理学家会使用不同的Λ值来进行研究，希望最终的结果不会过于敏感地受他们选择的数据影响。甚至在实验结束十年后，在欧洲核子中心EP大楼的地下室里仍到处是装满卡梅里尼、奥苏拉蒂、普利亚以及其他同期的物理学家打印出的实验数据的纸箱；每个纸盒上都标有“Λ=70厘米；Λ=50厘米”等。[4]
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利用各种相互作用长度，有几个人制定出“粗略”的分析方法来估算中子背景。鲁塞倡导一项技术，由于其简易性而特别受到协作团队成员的广泛关注。[5]此方法的核心是进入室内的中子与粒子束中产生的中子相平衡这一思想。（在几年前，一名从事早期欧洲核子中心中微子气泡室实验的研究生便提出过类似的方案，尽管得出了迥然不同的结论。）[6]鲁塞的推理方法的好处在于简单地通过推导B（背景中子诱发的假中性流事件的数量）与AS（关联事件的数量）的比率。通过计算这个比率就可以完全摆脱对中微子绝对通量的依赖。更好的是，因为关联事件的数量能够在扫描气泡室胶片的过程中轻易统计，所以背景B也会很容易获得。如果B的结果要比观察到的无μ介子事件少很多，结论可能会是他们不是中子。鲁塞的分析是基于3个简单的公式4.9—4.11，可以很容易地以各种方式推广以实现更多实际的估算：
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在这里，N代表在看似中性流事件中中子相互作用的比率。也可以根据Nv的形式来计算N（中微子事件产生中子的比率），以及α（产生满足中性流标准的事件的中子比例）。假设液体的长度是无限的，在这样的条件下中子发生相互作用：
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最后，关联事件的数量AS，是根据上述计算结果以及〈P〉（探测中子相互作用的可能性）计算。如果中子产生于基准范围内，则：
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因此，
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假设一个中子是由一个中微子在距离基准范围的下游端L时，在基准范围内产生。P（该中子在范围内产生中性流事件的可能性）以此公式计算，
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在这里λ是测量到的在气泡室液体中典型中子相互作用的距离。因此，
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以及
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根据这个运算B/AS的公式以及测量到的关联事件的数量（AS），背景事件B的数量可以很快求得。随着其他协作者为他的模型做出更多精确的数据输入，鲁塞的论据也变得更加稳固。关于中微子通量径向分布、气泡室周围物质密度、中子级联的特性以及中子能量频谱的更好的信息逐渐累积。有些计算方法改变了B的计算结果。但即使是当电脑模拟从数值上解决了这个问题，中子背景只能解释仍不超过20%的中性流备选。[7]
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在鲁塞的方案中，许多数据输入取决于细致的中子动力学建模。因此，现有工作中没有能够令威廉姆·弗莱和迪特尔·海德特满意的。首先，他们担心没有人充分地研究了中子撞击核子、重新发散，进而在此产生相互作用的可能性。此外，一旦与核子发生撞击，一个充满能量的中子可能会撞散其他的中子和质子，这些中子和质子本身可能会再发散多次。这样的中子级联可能会造成超过级联距离Λc的假中性流事件，该级联距离可能会远远长于平均的相互作用距离Λi——中子在发生首次撞击前移动的距离。因为更长的相互作用距离意味着更多中子诱发的背景事件，所以似乎完全有可能期待的中性流效应可能会消失在这更大的背景中。[8]大多数协作团队都忽略或不予理会利用高度简化的中子动力学模型的中子级联；弗莱和海德特发现他们的论据完全没有说服力。
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