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美媒:科学家首次捕捉到太阳系外中微子

2013-11-23 09:35 来源:参考消息网

核心提示: 科学家们说,这一成果将开启天文学的新纪元,从而可能揭示宇宙中最奇怪现象的奥秘。  

位于南极洲的“冰立方”中微子观测站

位于南极洲的“冰立方”中微子观测站

参考消息网11月23日报道 几十年来,科学家一直在搜寻中微子这种来自外层空间的幽灵般的粒子,现在他们终于发现了它们。

据美国太空新闻网11月21日报道,利用设在南极洲的“冰立方”中微子观测站,研究人员发现了自1987年以来首例来自太阳系以外的中微子的证据。科学家们说,这一成果将开启天文学的新纪元,从而可能揭示宇宙中最奇怪现象的奥秘。  

在过去一个世纪里,科学家们一直试图弄清宇宙射线的来源,这些射线源在单个的原子核中就含有相当于一颗步枪子弹的能量。据认为,像超新星、黑洞或伽马射线爆发之类的天文事件都可能产生宇宙射线,但是它们的起源却很难探测到。于是科学家转而寻找中微子,即宇宙射线与周围环境相互作用时产生的不带电荷、几乎没有质量的亚原子粒子。每平方厘米的地球表面每秒钟会穿过数十亿颗中微子,其中只有极少的一部分会与物质发生相互作用。

“冰立方”中微子观测站建于南极点下面一个边长1公里的立方体冰层内部。该观测站由悬挂在86条细绳上的5160个数字光学模块组成,对中微子与冰块内的分子发生相互作用时所发射出的微弱蓝色闪光即“切伦科夫辐射”进行探测。地球上已经探测到的中微子大多数源于地球大气层或太阳。但是在2012年4月,“冰立方”在大麦哲伦云星系的一颗超新星爆发期间发现了两起能量大于1000万亿电子伏特的中微子事件。科学家们借用儿童电视节目《芝麻街》里的人物名字给这两起新事件起名为“伯特”和“厄尼”。它们的能量是1987年所观测到中微子事件的100万倍。

进一步的分析显示,“冰立方”观测站在2010年5月到2012年5月间所采集的数据中存在28起高能中微子事件。其中每个事件的能量都大于30万亿电子伏特。研究团队曾于5月15日在威斯康星大学麦迪逊分校的“冰立方”粒子天文物理讨论会上报告了初步结果,全部结果则于11月21日详细发表在了《科学》杂志网站上。

论文作者之一、威斯康星大学麦迪逊分校的物理学家内森·怀特霍恩说:“我们有一些十分有说服力的证据,证明我们观测到了来自地球大气层以外以及太阳系以外的中微子。”

未参与此项研究的德国埃朗根-纽伦堡大学粒子物理学家乌利·克茨对太空新闻网称:“这是一项重大突破。我认为这是天文粒子物理学领域一个绝对重大的发现。”

不过,报道称,这些事件的数目太少,还不足以精确地确定中微子的起源。克茨正领导着另外一个名为KM3net的中微子观测站的设计工作,该观测站将修建在地中海下面。他说:“我们所掌握的中微子的数目还不足以描述一幅‘由中微子照亮’的天空全景图。”

下一步就是回答诸如这些中微子来自哪里、它们的能量有多大以及它们属于什么类型(中微子分三种类型)等问题。克茨说,随着“冰立方”观测站采集到更多数据,“所有这些问题现在将开始得到解决”。

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[责任编辑:张欣] 标签: 美国太空新闻网
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