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“冰立方”捕获第三个千万亿电子伏特的中微子

2014年04月12日10:25    来源:科技日报    手机看新闻
原标题:“冰立方”捕获第三个千万亿电子伏特的中微子

   数十年来,科学家一直在搜寻中微子这种“幽灵”粒子。功夫不负有心人,去年,设在南极洲的“冰立方”中微子天文台发现了两个能量大于1000万亿电子伏特的中微子,研究人员借用《芝麻街》里的人物名字将其命名为“伯特”和“厄尼”。现在,据英国《自然》杂志网站4月10日报道,“冰立方”又探测到了第三个同样能级的中微子,其或许源于宇宙最暴烈的事件。

  过去一个世纪,宇宙射线(其实是一种高能粒子)的起源一直是困扰物理学家们的几大谜团之一。据信,诸如超新星、黑洞或伽马射线的爆发都可能产生宇宙射线,但其起源却很难探测到。于是科学家“曲线救国”,转而追寻中微子,即宇宙射线与周围环境相互作用时产生的亚原子粒子。由于中微子不带电荷,其行进方向不受宇宙磁场的影响,因此可通过行进轨迹追寻到其来源。

  但孤僻的中微子很少与其他物质相互作用,这就使其很难被探测到,不过,在极少情况下,中微子会撞到原子,产生一种被称为μ子的粒子以及一种蓝光闪光,这种蓝色闪光能被“冰立方”中微子天文台探测到。

  “冰立方”位于南极洲约2.4公里深的冰层下1立方公里的冰块内,由86根装备了传感器的电缆所组成,每根电缆包含有60个光学传感器,这5160个传感器的使命就是搜寻中微子。

  围绕高能中微子和宇宙射线的一个争论是,它们源于银河系还是银河系外?大多数理论认为,它们来自银河系外,比如活动星系核——位于其他星系中央的超大质量的黑洞。但也有人认为,其源于伽马射线暴,当某些超新星或两个中子星相结合时,会产生伽马射线暴。还有观点认为,中微子或许只是星系相互碰撞的副产品。甚至有科学家指出,宇宙射线和高能中微子或许由神秘莫测的暗物质制造出来。

  运行两年来,“冰立方”共发现了3个这样的高能中微子。威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员莱辛·怀特霍恩说:“最新研究表明,这3个高能中微子来自银河系外。”

  随着实验在接下来数年内收集到的高能中微子越来越多,“冰立方”天文台绘制的中微子来源图将会更详细。科学家们深感兴趣的一个问题是,是否“冰立方”看到的任何粒子都能追溯到已知的宇宙对象,比如可见的活动星系核或伽马射线暴等。不过,迄今为止,他们还没有发现任何与已知来源有关联的证据。(刘霞)

(责编:王永战(实习生)、熊旭)


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