科學家首次探測到中微子振蕩

英國《新科學家》網站6月2日（北京時間）報道，科學家宣布，他們已經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）的物理學家表示，該發(fā)現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化，這也被稱為“中微子震蕩”。
　　科學家一直在尋找中微子相互轉變的直接證據。2006年，CERN開始向地球的另一點——位于意大利境內的格蘭—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過的距離達730千米。
　　科學家預測，當這些被發(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的數據，從而確定μ子是否真的轉變成了τ子。
　　格蘭—薩索實驗室的研究人員表示，經過3年多的監(jiān)測，他們終于觀測到了μ子中微子中的1個已經變成了τ子中微子。
　　科學家表示，這是首次找到中微子震蕩的直接證據，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量要明顯小于粒子物理學標準模型計算出來的數量。
　　總結多年實驗事實而發(fā)展起來的粒子物理的標準模型認為，中微子的質量為零，在相互作用中輕子數守恒，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，都測量到太陽中微子丟失，其最直觀的解釋是中微子有質量，且存在中微子振蕩。
　　其實，科學家之前已經發(fā)現了中微子震蕩的非直接證據。早在1998年，日本超級神岡探測器發(fā)現，大氣和太陽中產生的許多μ子中微子和電子中微子在到達該探測器時消失了。
　　現在，科學家終于捕捉到了中微子“華麗變身”的直接證據。CERN發(fā)言人詹姆斯·吉列斯表示，探測到中微子的“華麗轉身”非常令人激動，它推翻了原有的粒子物理學標準模型。
　　另外，宇宙學的實驗研究表明，90%以上的宇宙質量是暗物質。由于中微子充滿整個宇宙，有質量的中微子是宇宙暗物質的候選者之一，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，特別是中微子的質量如獲進一步證實乃至直接測得，或將徹底撼動理論物理學大廈的根基。