科學(xué)家首次探測到中微子振蕩

英國《新科學(xué)家》網(wǎng)站6月2日（北京時間）報道，科學(xué)家宣布，他們已經(jīng)探測到一個中微子粒子的“華麗變身”——由μ子中微子變身為τ子中微子。歐洲核子研究中心（CERN）的物理學(xué)家表示，該發(fā)現(xiàn)將有助于更好地解釋宇宙形成的奧秘。
　　中微子是宇宙中非常重要的基本粒子，它獨有的物理特性一直深深吸引著科學(xué)家。中微子總共有三種類型：τ（陶）子中微子、μ（繆）子中微子和電子中微子。理論推測，它們會隨著周圍環(huán)境或由自身觸發(fā)在這三種類型間不斷轉(zhuǎn)化，這也被稱為“中微子震蕩”。
　　科學(xué)家一直在尋找中微子相互轉(zhuǎn)變的直接證據(jù)。2006年，CERN開始向地球的另一點——位于意大利境內(nèi)的格蘭—薩索實驗室發(fā)射μ子中微子束。此次實驗中，中微子束穿越地球所經(jīng)過的距離達730千米。
　　科學(xué)家預(yù)測，當(dāng)這些被發(fā)射出去的中微子到達格蘭—薩索實驗室時，其中一些μ子將轉(zhuǎn)變?yōu)棣幼印８裉m—薩索實驗室安裝在地下的中微子監(jiān)測儀屆時就會收集到有關(guān)的數(shù)據(jù)，從而確定μ子是否真的轉(zhuǎn)變成了τ子。
　　格蘭—薩索實驗室的研究人員表示，經(jīng)過3年多的監(jiān)測，他們終于觀測到了μ子中微子中的1個已經(jīng)變成了τ子中微子。
　　科學(xué)家表示，這是首次找到中微子震蕩的直接證據(jù)，其意義十分重大，將有助于解釋為什么中微子從太陽到達地球時的數(shù)量要明顯小于粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型計算出來的數(shù)量。
　　總結(jié)多年實驗事實而發(fā)展起來的粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型認為，中微子的質(zhì)量為零，在相互作用中輕子數(shù)守恒，中微子不會從一種類型變成另一種類型。
　　然而近幾年由不同國家、在不同地點、采用對不同能量中微子靈敏的不同技術(shù)，都測量到太陽中微子丟失，其最直觀的解釋是中微子有質(zhì)量，且存在中微子振蕩。
　　其實，科學(xué)家之前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了中微子震蕩的非直接證據(jù)。早在1998年，日本超級神岡探測器發(fā)現(xiàn)，大氣和太陽中產(chǎn)生的許多μ子中微子和電子中微子在到達該探測器時消失了。
　　現(xiàn)在，科學(xué)家終于捕捉到了中微子“華麗變身”的直接證據(jù)。CERN發(fā)言人詹姆斯·吉列斯表示，探測到中微子的“華麗轉(zhuǎn)身”非常令人激動，它推翻了原有的粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型。
　　另外，宇宙學(xué)的實驗研究表明，90%以上的宇宙質(zhì)量是暗物質(zhì)。由于中微子充滿整個宇宙，有質(zhì)量的中微子是宇宙暗物質(zhì)的候選者之一，對宇宙演化理論研究亦具有重要意義。
　　基于兩個原因，這項發(fā)現(xiàn)的價值和意義怎么估計都難言過分。第一，中微子號稱“隱身人”，即使在100億個穿越地球的中微子里，也只有一個會與其他物質(zhì)相互作用。所以，檢測到它太不容易。在所有基本粒子中，人類對中微子的了解最晚，也最少。第二，中微子作為一種無處不在的粒子，其研究事關(guān)人類的宇宙觀全局。隨著中微子震蕩的真相不斷大白于天下，特別是中微子的質(zhì)量如獲進一步證實乃至直接測得，或?qū)氐缀硠永碚撐锢韺W(xué)大廈的根基。