數(shù)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(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,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(jù)信,諸如超新星、黑洞或伽馬射線的爆發(fā)都可能產生宇宙射線,但其起源卻很難探測到。于是科學家“曲線救國”,轉而追尋中微子,即宇宙射線與周圍環(huán)境相互作用時產生的亞原子粒子。由于中微子不帶電荷,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”位于南極洲約2.4公里深的冰層下1立方公里的冰塊內,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,它們源于銀河系還是銀河系外?大多數(shù)理論認為,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量的黑洞。但也有人認為,其源于伽馬射線暴,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制造出來。
運行兩年來,“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>
隨著實驗在接下來數(shù)年內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。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(fā)現(xiàn)任何與已知來源有關聯(lián)的證據(jù)。(劉霞 科技日報)
編輯:王永戰(zhàn)(實習生)、熊旭