雖然中微子是神祕的粒子,但它們卻非常普遍。每秒有數十億中微子穿過你的身體。但是中微子很少與普通物質相互作用,所以探測它們是一個巨大的工程挑戰。即使我們檢測到它們,結果也不總是有意義的。例如,我們最近探測到的中微子能量如此之大,以至於我們都不知道它們是如何產生的。
中微子探測器通常是一個裝滿了純水或冰的大容器,在這個房間裡有非常靈敏的探測器。中微子不是直接觀測到的,相反,中微子探測器等待中微子撞擊原子。當它這樣做時,它可以產生帶電的輕子,如電子、μ子或τ子,這些帶電粒子也能發光。因此,通過探測光或輕子,我們知道中微子與探測器發生了相互作用。
我們探測到的大多數中微子都是太陽中微子,是由太陽核心的核聚變產生的。但是超新星和伽馬暴也會產生中微子。大量的工作都集中在探測這些太陽系外的中微子上。
南極洲是一箇中微子觀測站的好地方,因為它厚厚的冰層非常善於吸收各種雜散的粒子,比如宇宙射線和伽馬射線,這些會干擾你的敏感探測器。通過把天文臺埋在冰裡,我們可以確信我們探測到的事件來自中微子。冰立方天文臺已經多次探測到太陽外的中微子。
但是在南極洲還有另一箇中微子觀測站,它用一種完全不同的方式探測中微子。它被稱為南極脈衝瞬變天線,或稱安尼塔探測器,這是一種安裝在氣球上的靈敏無線電探測器。
當安妮塔探測到這些高能中微子時,引起了一點騷動,因為它們似乎在中微子撞擊南極冰層之前穿過地球。如果某個強大的天體物理事件在地球方向產生了中微子流,這就是你所期望的。但如果真是這樣的話,這些中微子也會觸發冰立方可能探測到的事件。
因此,冰立方合作組織尋找與安妮塔探測同時發生的探測事件。但他們沒有發現相關事件的證據,這意味著這不是幾光年之外的某個強大的中微子事件。這很奇怪,因為這留下了兩種可能性:要麼安尼塔由於設計中的一些缺陷給出了假陽性,要麼這些中微子事件是由標準模型之外的過程引起的。在粒子物理學的標準模型中,不可能產生如此高能的中微子。
這只是一小部分事件,因此有理由對結果保持謹慎。然而,這項最新的工作可能暗示了一個我們尚不了解的物理學新領域。