“冰立方”捕獲第三個千萬億電子伏特的中微子

數(shù)十年來，科學(xué)家一直在搜尋中微子這種“幽靈”粒子。功夫不負(fù)有心人，去年，設(shè)在南極洲的“冰立方”中微子天文臺發(fā)現(xiàn)了兩個能量大于1000萬億電子伏特的中微子，研究人員借用《芝麻街》里的人物名字將其命名為“伯特”和“厄尼”?，F(xiàn)在，據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站4月10日報道，“冰立方”又探測到了第三個同樣能級的中微子，其或許源于宇宙最暴烈的事件。

過去一個世紀(jì)，宇宙射線（其實(shí)是一種高能粒子）的起源一直是困擾物理學(xué)家們的幾大謎團(tuán)之一。據(jù)信，諸如超新星、黑洞或伽馬射線的爆發(fā)都可能產(chǎn)生宇宙射線，但其起源卻很難探測到。于是科學(xué)家“曲線救國”，轉(zhuǎn)而追尋中微子，即宇宙射線與周圍環(huán)境相互作用時產(chǎn)生的亞原子粒子。由于中微子不帶電荷，其行進(jìn)方向不受宇宙磁場的影響，因此可通過行進(jìn)軌跡追尋到其來源。

但孤僻的中微子很少與其他物質(zhì)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(chǎn)生一種被稱為μ子的粒子以及一種藍(lán)光閃光，這種藍(lán)色閃光能被“冰立方”中微子天文臺探測到。

“冰立方”位于南極洲約2.4公里深的冰層下1立方公里的冰塊內(nèi)，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(xué)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，它們源于銀河系還是銀河系外？大多數(shù)理論認(rèn)為，它們來自銀河系外，比如活動星系核——位于其他星系中央的超大質(zhì)量的黑洞。但也有人認(rèn)為，其源于伽馬射線暴，當(dāng)某些超新星或兩個中子星相結(jié)合時，會產(chǎn)生伽馬射線暴。還有觀點(diǎn)認(rèn)為，中微子或許只是星系相互碰撞的副產(chǎn)品。甚至有科學(xué)家指出，宇宙射線和高能中微子或許由神秘莫測的暗物質(zhì)制造出來。

運(yùn)行兩年來，“冰立方”共發(fā)現(xiàn)了3個這樣的高能中微子。威斯康星大學(xué)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?！?/p>

隨著實(shí)驗在接下來數(shù)年內(nèi)收集到的高能中微子越來越多，“冰立方”天文臺繪制的中微子來源圖將會更詳細(xì)。科學(xué)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(fā)現(xiàn)任何與已知來源有關(guān)聯(lián)的證據(jù)。（劉霞 科技日報）

編輯：王永戰(zhàn)（實(shí)習(xí)生）、熊旭