銀河系外首次發現中微子 中微子與暗物質緊密相連？

科技暗物質科學

▲物理學家們距離理解中微子本質又超前邁進了一步，他們宣布首次探測到銀河系以外的中微子信號。圖為世界最大的中微子觀測台——南極冰立方望遠鏡。

▲一個國際研究小組利用設置在南極的「冰立方」望遠鏡(IceCube)首次探測到來自銀河系以外的高能中微子信號。該小組由德國維爾茨堡大學的馬蒂亞斯·卡德勒博士領銜

▲中微子是組成宇宙的基本粒子之一，也是與其他物質相互作用最為微弱，也是人類對其了解最少的粒子之一，因此要想對它們進行探測就顯得困難重重。

物理學家們表示，隨著對這些神秘星系間粒子性質更深入研究的進行，這項發現將可能開創「天體物理學的嶄新時代」。中微子是組成宇宙的基本粒子之一，也是與其他物質相互作用最為微弱，也是人類對其了解最少的粒子之一，因此要想對它們進行探測就顯得困難重重。

我們現在已經了解到，中微子沒有質量，也不帶電荷。它們唯一可能與其他粒子之間發生相互作用的時機就是當它們與其他粒子發生迎面相撞的時候。而現在，科學家們相信他們距離理解這些粒子又更近了一步。

一個國際研究小組利用設置在南極的「冰立方」望遠鏡(IceCube)首次探測到來自銀河系以外的高能中微子信號。該小組由德國維爾茨堡大學的馬蒂亞斯·卡德勒(Matthias Cadler)博士領銜，近日他們宣稱，他們相信該研究組在2012年檢測到的一個信號源自星系PKS B1424–418。

研究組表示：「PKS B1424–418星系內發生的爆發能夠產生我們所觀察到的PeV(千兆電子伏特，1000萬億電子伏特)能級的超高能中微子信號，兩者顯示直接物理關聯。」

在接受記者採訪時，卡德勒指出：「這一中微子信號與該耀變體發出的光信號幾乎一同抵達，暗示這些高能中微子的運行速度不會低於(或超過)光速。愛因斯坦的理論看起來是正確的。」耀變體是類星體的一類，具有極高能量和劇烈的變化特徵。

天體物理學家們數十年來一直在關注耀變星系PKS B1424-418，並且注意到在2011年至2014年這段時間裡這個星系的形狀發生了變化。通過這項研究，科學家們希望能夠進一步弄清產生這些高能中微子的機制。自從沃爾夫岡·泡利在1931年最早預言中微子的存在至今，科學界一直在努力對這種神秘粒子進行著各種研究。

很多科學家相信，就像暗物質和暗能量一樣，這些神秘粒子可能蘊藏著我們理解宇宙本質的關鍵信息，如果不弄清它們的性質，我們就難以窺探宇宙的全貌。

目前科學家們設計的大部分中微子探測器都是位於地下的巨大水池，其中灌滿純水並在水池四周壁上安裝大量高度靈敏的光電倍增器和感受器用於捕捉中微子與液體中粒子偶然碰撞時產生的微弱閃光信號。

與此不太一樣的是，冰立方望遠鏡利用位於南極洲冰層下方大約2.5公里深處的公里級的巨大冰塊並在其中安裝探測器，用於捕捉中微子與冰中的粒子偶然碰撞所產生的閃光信號。

這樣的碰撞閃光信號是非常少的，但一旦發生，探測器就能嘗試大致判斷其入射的方向。美國費米國家加速器實驗室理論天體物理研究組助理科學家丹·霍普(Dan Hooper)表示：「我本人對於冰立方望遠鏡此次探測到的中微子信號來源最終將能夠通過結合來自伽馬射線望遠鏡的數據得到確認充滿熱情。」

大部分中微子是太陽或是宇宙射線轟擊地球大氣層時產生的。但2012年那次探測到的那個中微子信號的能量強度明顯高過其他信號。

請您繼續閱讀更多來自 科技訊 的精彩文章:

※蘊藏宇宙關鍵信息：銀河系外首次探測到中微子
※美國實驗發現新的中微子反應
※「天河二號」模擬出宇宙暗物質和中微子演化進程
※撲朔迷離的中微子
※追尋惰性中微子
※確鑿的證據發現了大氣中微子振蕩
※超高能中微子的銀河系外之「家」獲證實
※第四種中微子？重新點燃核反應堆尋找神秘的「無菌」中微子
※大亞灣反中微子探測器內部
※中微子告訴你地球內部熱量的秘密
※太陽中微子之謎
※江門中微子專項：拓展「幽靈粒子」研究新空間
※中微子「變身」之謎
※銀河系源頭被發現：奇異天體活動產生高能量中微子？！
※下一個上帝粒子：宇宙中微子
※中微子的出現讓引力波備感尷尬
※中微子振蕩新發現有助於揭開宇宙起源之謎
※被發現六十周年的「幽靈粒子」：中微子
※神奇中微子「宇宙的隱形人」