中微子与振荡
中微子天文学(neutrino astronomy)
在整个历史中,天文学都意味着捕捉光。可光会被吸收、散射、遮挡,所以它无法从最致密、最剧烈的地方逃出来——太阳的核心、爆炸恒星的引擎、黑洞的周遭。中微子却可以。正因为它们几乎毫发无损地穿过物质,它们能笔直地从这些隐秘的内部涌出,把原封不动的消息带出来。中微子天文学,就是这门年轻的科学:建造望远镜来阅读这些消息。
中微子望远镜不同于任何光学望远镜:它是一大团清澈的物质——南极一立方公里的冰,或者深海里、矿井里的一大罐水——里面镶嵌着成千上万个光传感器。当那些罕见的来访中微子之一终于与一个原子相撞时,会产生一个快速的带电粒子,它那淡淡的蓝色切伦科夫辉光被传感器捕捉到,让物理学家得以重建这个中微子的方向和能量,从而反推它来自天空中的哪个方位。
这个领域已经交出了里程碑式的成果。人们探测到了来自太阳的中微子,证实了它是靠核聚变发光的。1987 年,人们捕捉到了一阵来自邻近星系一颗超新星的短暂爆涌——这是太阳系之外中微子天文学的诞生。更近些时候,南极的冰立方天文台探测到了来自我们银河系之外遥远处的高能中微子,甚至把其中一些追溯到了特定的遥远源头,为我们打开了一扇真正崭新的宇宙之窗,并汇入了多信使天文学——在那里,中微子、光和引力波被一同解读。
2017 年,冰立方捕捉到一个极高能的中微子,并迅速向全球的望远镜发出警报;它们转向天空中同一块区域,发现了一个正在爆发的遥远星系,其中心有一个巨大的黑洞——这是宇宙中微子第一次被关联到一个特定的源头。
一个高能中微子,把天文学家指向了一个正在爆发的遥远星系。
中微子望远镜大多向下看,而非向上看:它们把整个地球当作滤网,挡掉来自上方的宇宙线碎屑洪流,所以最干净的宇宙中微子往往是那些从地球底下穿上来的。
又称
另见