科學家探測到迄今最高能中微子，可能來自銀河系之外

【文/觀察者網 陳思佳】據路透社2月12日報道，歐洲立方千米中微子望遠鏡（KM3NeT）合作項目團隊11日在期刊《自然》發表論文稱，他們檢測到了迄今為止能量最高的中微子，其能量是此前檢測到的任何中微子的30倍以上。科學家推測，這些中微子可能來自銀河系之外。

KM3NeT項目涉及地中海深處的兩個大型中微子探測器。意大利西西里島附近的深海宇宙學天體粒子研究探測器（ARCA）位於水下3450米處，負責捕捉高能中微子。法國普羅旺斯附近的深海宇宙學振盪研究探測器（ORCA）位於水下2450米處，負責捕捉低能中微子。

2023年2月13日，ARCA檢測到一個高能繆子信號，能量約為120PeV（1PeV等於1千萬億電子伏特）。期刊《自然》稱，根據研究人員計算，產生這個繆子的中微子能量更高，約為220PeV，這是此前檢測到的任何中微子能量的30倍以上。

歐洲工程師在地中海安裝KM3NeT項目的探測器模塊 法國國家科學研究中心

這一事件被命名為KM3-230213A，是迄今為止科學家觀測到的能量最高的中微子。研究團隊表示，繆子穿過了整個探測器，在超過三分之一的傳感器中產生信號，結合其軌跡的傾斜度和巨大的能量，研究人員可以確定該繆子來源於在探測器附近相互作用的宇宙中微子。

研究參與者、荷蘭國家亞原子物理研究所的阿爾特·海博爾（Aart Heijboer）表示：“有許多繆子會從上方通過探測器，它們產生於地球大氣層，我們在2023年檢測到1.1億個。但研究證明，這次的粒子是水平通過的。要產生水平的繆子，必須要有一箇中微子，因為只有中微子才能穿過140公里的岩石和海水並在探測器中產生這種水平粒子。”

海博爾解釋説，研究人員根據探測器的數據，確定中微子的能量約為220PeV，這是目前全球最大粒子加速器大型強子對撞機（LHC）所能達到能量的3萬倍。法國國家科學研究中心的帕斯卡爾·科伊爾（Paschal Coyle）補充説，如果要將粒子加速到這樣的能量，LHC的長度必須從現在的27公里擴大到40000公里。

研究人員尚未確定高能中微子的具體來源，他們推測，ARCA探測到的中微子可能來自銀河系之外。根據探測器數據、星表和天文望遠鏡觀測結果，研究團隊已經發現12個可能的來源，它們都是銀河系以外的耀變體。不過，這些目標還有待進一步調查。

但美國太空新聞網站“Space.com”稱，研究人員還不能排除超高能宇宙射線和宇宙微波背景（CMB）相互作用產生中微子的可能性。路透社也指出，在恆星爆炸產生伽馬射線暴或黑洞吞噬物質等劇烈事件中，粒子碰撞可以產生高能中微子。

中微子有着“幽靈粒子”之稱，它們不帶電荷，幾乎沒有質量，很少與物質相互作用，通常可以不受阻礙地通過恆星、行星等物質。路透社稱，這種特性使得中微子成為“宇宙信使”，科學家可以追溯中微子的來源，研究宇宙中最高能的一些現象。

“它們穿過牆壁，穿過地球，從宇宙的另一頭飛來。”科伊爾説，“中微子具有零電荷、幾乎零質量和幾乎零相互作用的特點，它們是人們所能想象到的最接近零的東西，但它們依然是充分理解宇宙的關鍵。”

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