他們無處不在，但是你永遠都看不到它們。此時此刻，它們正數(shù)以萬億地從你身體中飛過，但是你卻感覺不到它們的存在，這些幽靈粒子叫做中微子。如果我們能抓到中微子，它們能夠告訴我們宇宙中最遙遠的邊緣，最極端的環(huán)境。

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中微子是基本粒子之一，也就是說，它們不能像原子那樣被分成更小的粒子。基本粒子是已知的最小的粒子，是構(gòu)造宇宙中一切的基本元素。而中微子又在最微小之列，比電子還要小一百萬倍。中微子能夠不受磁場影響，輕易穿透物體。實際上，它們幾乎不與任何物質(zhì)相互作用，這意味著數(shù)百萬年乃至數(shù)十億年來，它們能夠沿直線穿越宇宙，攜帶著它們的來源地的信息。

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那么中微子到底從哪里來呢？答案是任何地方。人類體內(nèi)的鉀放射性衰變會產(chǎn)生中微子；地球大氣層中，宇宙射線撞擊原子能夠創(chuàng)造出一大波中微子；太陽內(nèi)部的核反應(yīng)和地球內(nèi)部的放射性衰變都能產(chǎn)生中微子。而且，我們也能夠在核反應(yīng)堆和粒子加速器中也能生成中微子。但是，能量最高的中微子來源于我們知之甚少的太空深處，那里或許有一個巨大的黑洞，或者有一個我們還未發(fā)現(xiàn)的“宇宙發(fā)電機”，它將宇宙射線加速成動能的速度比任何人造加速器快一百萬倍。這些宇宙射線，大多是都是質(zhì)子，與它們周圍的物質(zhì)和輻射產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，創(chuàng)造出帶有高能量的中微子。它們像面包屑一樣，在宇宙中大量傳播。它們能夠告訴我們宇宙中最強大的發(fā)動機的所在地和內(nèi)部構(gòu)造。

而這一切的前提是，我們必須先抓到它們。中微子與其他物質(zhì)的有限接觸讓它們成為極好的信使，但是同時也很難檢測到它們。一種辦法是在它們的運動路線上放置大量的純透明物質(zhì)，然后等待中微子撞擊原子核自現(xiàn)原形。這就是南極洲“冰立方”（Ice Cube）所做的事，冰立方是世界上最大的中微子望遠鏡。

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它被設(shè)置在一立方千米的冰內(nèi)，這些冰被幾千年累積下來的冰雪的壓強純化了，因而變成地球上最純凈的固體之一。

圖解：冰立方結(jié)構(gòu)示意圖

盡管這塊冰塊被鉆孔穿透，鉆孔內(nèi)置超過5000個偵測器，卻仍然檢測不到多數(shù)中微子飛過冰立方的痕跡。但是每年大約有十次，一個高能量的中微子會與一個冰分子發(fā)生撞擊，產(chǎn)生帶有火花的帶電亞原子粒子，其穿越冰層的速度超過光速。這就好比一架超音速飛機會產(chǎn)生音爆，這些超光速帶電粒子會留下藍色光椎，有點類似光爆一樣。

這種光傳遍冰立方，擊中層面下一英里多深的部分探測器，光電倍增管將信號放大，信號中包含帶電粒子的路徑和能量信息。這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞澜绺鞯兀竭_那些研究光的規(guī)律，以尋找產(chǎn)生這些光的中微子的天體物理學(xué)家手上。這種超級能量撞擊特別罕見，冰立方科學(xué)家們甚至給每一個中微子起昵稱，比如 “大鳥”，還有 “斯特蘭奇珀客博士”。

圖解：冰面下的偵測器

冰立方已經(jīng)觀測到已見的最高能量的宇宙中微子。偵測到的中微子終于可以告訴我們宇宙射線從哪里來，以及它們?nèi)绾螕碛腥绱烁叩哪芰俊＜t外線、x射線、伽馬射線等光線，給予我們的宇宙視角能量日趨強大，也讓我們驚訝不已。我們現(xiàn)在已經(jīng)能看到中微子宇宙學(xué)時代的曙光，我們還不知道未來，冰立方和其它的中微子望遠鏡能夠給我們帶來有關(guān)中微子（這一宇宙中最猛烈、能量最強現(xiàn)象）怎樣的啟示。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學(xué)名詞

3. Gabriella Hu- yuan longquan

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