「冰立方」捕獲第三個千萬億電子伏特的中微子

2020-12-04 人民網

原標題：「冰立方」捕獲第三個千萬億電子伏特的中微子

　　 數十年來，科學家一直在搜尋中微子這種「幽靈」粒子。功夫不負有心人，去年，設在南極洲的「冰立方」中微子天文臺發現了兩個能量大於1000萬億電子伏特的中微子，研究人員借用《芝麻街》裡的人物名字將其命名為「伯特」和「厄尼」。現在，據英國《自然》雜誌網站4月10日報導，「冰立方」又探測到了第三個同樣能級的中微子，其或許源於宇宙最暴烈的事件。

　　過去一個世紀，宇宙射線（其實是一種高能粒子）的起源一直是困擾物理學家們的幾大謎團之一。據信，諸如超新星、黑洞或伽馬射線的爆發都可能產生宇宙射線，但其起源卻很難探測到。於是科學家「曲線救國」，轉而追尋中微子，即宇宙射線與周圍環境相互作用時產生的亞原子粒子。由於中微子不帶電荷，其行進方向不受宇宙磁場的影響，因此可通過行進軌跡追尋到其來源。

　　但孤僻的中微子很少與其他物質相互作用，這就使其很難被探測到，不過，在極少情況下，中微子會撞到原子，產生一種被稱為μ子的粒子以及一種藍光閃光，這種藍色閃光能被「冰立方」中微子天文臺探測到。

　　「冰立方」位於南極洲約2.4公裡深的冰層下1立方公裡的冰塊內，由86根裝備了傳感器的電纜所組成，每根電纜包含有60個光學傳感器，這5160個傳感器的使命就是搜尋中微子。

　　圍繞高能中微子和宇宙射線的一個爭論是，它們源於銀河系還是銀河系外？大多數理論認為，它們來自銀河系外，比如活動星系核——位於其他星系中央的超大質量的黑洞。但也有人認為，其源於伽馬射線暴，當某些超新星或兩個中子星相結合時，會產生伽馬射線暴。還有觀點認為，中微子或許只是星系相互碰撞的副產品。甚至有科學家指出，宇宙射線和高能中微子或許由神秘莫測的暗物質製造出來。

　　運行兩年來，「冰立方」共發現了3個這樣的高能中微子。威斯康星大學麥迪遜分校的研究人員萊辛·懷特霍恩說：「最新研究表明，這3個高能中微子來自銀河系外。」

　　隨著實驗在接下來數年內收集到的高能中微子越來越多，「冰立方」天文臺繪製的中微子來源圖將會更詳細。科學家們深感興趣的一個問題是，是否「冰立方」看到的任何粒子都能追溯到已知的宇宙對象，比如可見的活動星系核或伽馬射線暴等。不過，迄今為止，他們還沒有發現任何與已知來源有關聯的證據。（劉霞）

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