地理那些事

先簡單瞭解一下什麼是中微子？

從上個世紀20年代，科學家在對放射性的研究中，發現了一個奇怪的現象，即在β衰變的過程中，有一少部分能量莫名其妙地不見了。可能有人會覺得這個發現沒什麼大不了的，但實際上，這在物理界絕對是一等一的大事，因為這個現象意味著能量不守恆。

我們都知道，能量守恆定律是物理學的鐵律，假如這條鐵律被推翻，人類的整個物理學大廈都將傾覆，正因為如此，這個發現在當時的整個科學界引發了軒然大波。

對於這個“能量不守恆”的現象，科學家們百思不得其解，甚至還有科學家據此認為，能量守恆定律失效了。值得一提的是，持這種觀點的科學家包括大名鼎鼎的量子力學奠基人、哥本哈根學派的領袖尼爾斯.玻爾（Niels.Bohr）。

直到1930年，美國物理學家沃爾夫岡.泡利（Wolfgang.Pauli）才從理論上解釋了這個現象，他認為在β衰變過程中，有一種質量為零，且不帶電荷的未知粒子帶走了少部分的能量。

他的這個理論得到了不少科學家的支持，他們將這種未知的粒子命名為“中微子”。1956年，美國物理學家柯萬（C.Cowan）和萊因斯（

F.Reines

為什麼說中微子可以自由穿過地球，有何依據？

首先要說的是中微子不參加強相互作用，也不參加電磁反應，也就是說宇宙中的四大基本力中，排名前兩位的都對它無效。

引力對它有效，但是中微子的質量卻非常的小，小到什麼程度呢？我們知道電子已經是質量很小的基本粒子了，而中微子的質量只有電子的幾十萬分之一，有些甚至可以達到千萬分之一，如此小的質量使得引力對中微子的影響幾乎等於零（黑洞的引力除外）。

於是就是剩下弱相互作用力了，事實上，只有弱相互作用力才能與中微子產生反應，而弱相互作用力只存在於原子核之內的夸克層面。這就是說，當中微子撞上夸克的時候，就可以“感覺”到中微子，那麼這個難度有多高呢？我們接著看。

原子由原子核和電子構成，原子核由質子和中子構成，質子和中子又是由夸克構成。

原子並不是一個實體，除了原子核和電子外，原子的內部絕大部分都是空的，假如將組成地球的所有原子之內的原子核和電子緊緊地挨在一起，地球將會成為一個直徑為22米的球體。

這種空曠程度已經很離譜了，而更要命的是，質子和中子的內部絕大部分也是空的，組成它們的夸克之間也有著很大的距離（夸克之間的距離一般都有夸克直徑的上萬倍）。

根據科學家的推測，中微子的直徑在（10^-20）米的數量級，這比電子的直徑小了10萬倍。好的，有了以上的知識之後，現在我們可以大概的描述一下這個難度有多高了。

假設中微子是一個直徑1釐米的小球，那麼夸克就是在一個直徑為1000萬公里的球體中心，直徑為1米的一個目標！

因此，中微子可以自由穿過地球，而幾乎不會留下任何的痕跡。

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魅力科學君

中微子是一種很神奇的物質，大約每秒會有650億個中微子穿過你的眼睛，但你的眼睛也發現不了它們，最讓人驚訝的是它們的穿透力，穿過地球對中微子來講，都是小意思。

什麼是中微子？

迄今為止，物理學家也還沒有搞懂它的情況，連中微子都測量都還沒有測出來，堪稱最鬼魅的粒子，於是它有一個外號叫做幽靈粒子。中微子是組成自然界最基本的粒子之一，它的個頭小，不帶電，最重要的是可以自由穿過地球，自旋為1/2，質量特別輕，速度接近光速運動了，與其他物質的相互作用十分微弱，也號稱宇宙間的“隱身人”。

上個世紀20年代，科學家們在β衰變的放射性研究中，發現了一個奇怪的現象，有一少部分能量莫名其妙地不見了，這個現象意味著能量不守恆，眾所周知能量守恆定律是物理學的鐵律，可是現在這個實驗卻告訴我們能量不守恆，所以這個發現在當時的整個科學界引發了軒然大波。

物理學上著名的哥本哈根學派領袖尼爾斯·玻爾就認為，在β衰變的過程中，能量守恆定律是失效的。後來到了1930年，美國物理學家沃爾夫岡.泡利提出了一個假說才從理論上解釋了這個現象，他認為在β衰變過程中，有一種質量為零，且不帶電荷的未知粒子帶走了少部分的能量，這種未知粒子後來被稱為“中微子”。

中微子的特性。

如果非要總結一下中微子的特點，那大概是這麼三點：穿透力強，質量小，善變，其中中微子的穿透力最為厲害，它能夠不受磁場影響，輕易穿透物體，在計算機的模擬結果中顯示，中微子在穿過整個地球的過程中，被地球擋住的概率大約只有100億分之1，就是說中微子穿過地球是不在話下的。

在1987年2月23日，大麥哲倫星雲中的一顆超新星發生了爆炸，它是最近400年來天文學家觀測到的最亮的一顆超新星——1987a超新星。這顆超新星在爆炸的時候產生的可見光被地球上的天文望遠鏡觀測到，經中微子探測器探測到了來自1987a超新星的中微子爆發，該中微子的爆發過程雖然僅僅持續了十幾秒，但是卻證明了中微子可以輕鬆穿透地球。

星球上的科學

答：按照粒子物理學的理論預言，中微子具有極強的穿透力，甚至可以輕易穿過一萬個地球而不被吸收掉，目前關於中微子還有很多未解之謎；在1987年的一次超新星爆發事件中，科學家對中微子的探測過程，證明了中微子可以輕易穿過地球。

幽靈粒子

在上世紀，科學家發現在β衰變中質量不守恆，為了解釋這個現象，奧地利物理學家泡利提出一種質量很小的中性粒子——中微子，直到1956年，科學家才首次探測到這種粒子。

按照理論預言，中微子不參與強相互作用和電磁相互作用，只參與萬有引力作用和弱相互作用，而弱相互作只在10^-19m尺度有效，現有的研究數據表明，中微子的質量小於電子質量的千萬分之一，所以中微子的弱相互作用和引力作用都非常弱，基本不與物質參加反應。

穿透力有多強

中微子的穿透力極強，哪怕是一萬個地球排成一排，一箇中微子都能很輕易地穿過而不被吸收；我們的太陽每時每刻都在進行著核聚變反應，核聚變反應會產生大量的中微子，理論估計，每秒都有上萬億個來自太陽的中微子穿過人體（夜間也一樣），但是我們絲毫感覺不到。

日本超級神岡探測器建設於1983年，原本用於研究質子的衰變實驗，後來更改為中微子探測器，該探測器建於地下1千米處，內部有一個直徑差不多40米的圓柱形容器，裡面裝有5萬噸超純水。

理論估計，每秒有數千萬億個中微子穿過探測器，但是在正常情況下，探測器每天只能檢測到幾十個中微子與超純水發生反應，而且無論白天夜晚都一樣。

1987A超新星

在1987年2月23日，天文學家觀測到近400年來最亮的一次超新星爆炸，該超新星位於16萬光年外的大麥哲倫星雲，超新星爆發釋放了大量的高能中微子。

當時全世界共有三個中微子探測器監測到了超新星爆發，分別是：超級神岡探測器（日本）、巴克三中微子觀測所(前蘇聯)，另外美國也有一箇中微子探測器。

此次超新星的中微子爆發只持續了13秒，也正是這短短13秒的時間裡，日本的探測器異常地檢測到11箇中微子，前蘇聯的檢測到5個，美國的監測到8個，這樣的頻率對平常來說是異常的，意味著有重大天文事件發生。

然後在3小時之後，1987A超新星的可見光才傳播到地球，被人類的天文望遠鏡觀測到，也就是說在超新星爆發事件中，中微子的爆發要比可見光提前，那是因為超新星爆發是從恆星內部坍縮開始的，中微子可以輕易穿過恆星，比可見光提前發出。

而且關鍵在於，大麥哲倫星雲是南天星雲，北半球的絕大部分地方是看不到的，三個中微子探測器位置也處於視野盲區，但是它們都探測到了中微子的爆發，說明這些中微子是穿過地球，從地球的另外一側到達的探測器，間接證明了中微子具有極強的穿透力。

中微子超光速嗎？

關於中微子超光速的說法由來已久，比較著名的就是奧佩拉實驗，在2011年，歐洲核子研究中心宣佈一個引起轟動的實驗，他們把大量質子加速到接近光速後撞擊靶物質，然後在距離撞擊點731公里外的意大利格蘭薩索國家實驗室探測到中微子，根據精確的撞擊時間和傳播距離，研究人員得出中微子比光速快0.0025%的結論。

對於731公里來說，光速的0.0025%相當於20米的距離，研究人員考慮了所有因素，包括GPS誤差、儀器誤差、地殼震動等等，最後還是得出中微子超光速的結論，重複實驗也是一樣，這可不得了！如果中微子超光速，將意味著現在物理學的基礎之一——相對論存在問題。

可是最後來了一個大反轉，實驗受到全世界科學家的質疑，研究人員重新審視實驗過程，然後在2012年3月16日，歐洲核子研究中心宣佈去年的實驗中，中微子並沒有超過光速，實驗是兩個測量誤差導致，分別是GPS同步化過程時間誤差和GPS與計算機的連接問題。

於是奧佩拉實驗被調侃成“實驗數據線沒插好導致的中微子超光速”！經過這一烏龍事件後，關於中微子超光速的話題就很少有人提了，愛因斯坦的相對論依舊主宰著微觀世界和宏觀世界。

我們換個角度想，假如中微子真比光速快0.0025%的話，那麼在1987A超新星中，中微子應該比可見光早四年到達地球，實際上也就早了3個小時，這是可以用恆星坍縮理論解釋的，中微子並沒有超光速，只是中微子的速度非常接近光速而已，甚至有可能等於光速。

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艾伯史密斯

中微子屬於基本粒子，它被稱為幽靈粒子。

叫做這個名字其實是有原因，因為中微子的特質太奇葩了，而且蹤跡特別神秘，這導致科學家為了抓住它，前前後後花了上百年的時間。著名的量子力學哥本哈根學派的領袖物理學家尼爾斯·波爾因為中微子甚至想要放棄能量守恆定律這個堅實的物理學定律。

而中微子能夠如此詭異，主要有三點分別是：

1. 質量無比小
2. 穿透力超強
3. 中微子振盪

那究竟是咋回事呢？

今天，我們就聊一聊這個話題。

我們先從中微子的“穿透力”說起。話說按照目前的認知，在我們這個宇宙存在著四個基本作用，分別是強相互作用、弱相互作用、電磁相互作用、引力相互作用。

強相互作用的強度最大，但作用範圍也是最小的，它們把夸克束縛在質子、中子，介子等粒子當中。弱相互作用也是在原子核層面的作用力，主要和衰變有關，在四種作用力中強度排名老三。強度排名老二的是電磁相互作用，我們日常生活所接觸到的所有作用除了引力相互作用之外，都是電磁相互作用，比如：支持力，摩擦力等等。而引力相互作用指的是兩個物體之間彼此相互吸引力的作用，地球繞著太陽轉，其實就是依靠的引力相互作用。

那問題來了，如果有個東西它不參與到電磁相互作用、強相互作用中。那它朝著我們衝過來，結果會是什麼樣？

答案是：直接穿過我們的身體。

不僅如此，我們連看都無法看到它。這是因為我們看東西也是依靠電磁相互作用。具體來說是這樣，我們能看到一個物體，是因為這個物體本身發光或者反射光，光子進入到我們眼睛，和我們眼睛的細胞發生電磁相互作用，然後依舊是依靠電磁相互作用，最終我們的大腦接收到了信息，我們才看到這個東西。

不參與到電磁相互作用，意味著我們都看不到它的存在。那有沒有這樣的東西呢？

事實上有的，而且還有兩個是大名鼎鼎的，這就是暗物質和中微子。

它們此時此刻正在穿過我們的身體，但是我們一無所知。中微子在宇宙中傳播過程中，每走過1光年的距離，才只有50%的概率和這個路徑上的物質發生弱相互作用。而我們的身體時時刻刻都有上萬億個中微子穿過，這些中微子主要來自於太陽。當然，它們也是可以隨意穿過地球的。因此，我們要捕捉到它是十分費力的。

質量小

但是它更讓物理學家頭疼的是質量小。上文我們也提到，暗物質也是穿透力極強的，但是暗物質有個特點就是它參與到引力相互作用。我們可以利用引力透鏡等辦法，間接地瞭解暗物質的存在。並且由於暗物質的存在，導致大型的星系邊緣的恆星跑得都比理論快。

比如：太陽繞著銀河系轉的速度理論上計算應該是160km/s，可實際觀測結果卻是240km/s，這其實就是暗物質在起作用。

但是如果我們要利用引力相互作用間接尋找中微子只會失敗。我們都知道，在不知道中微子前，最輕的基本粒子是電子。但是中微子有多輕呢？

它的質量上限可能只有電子的百萬分之一。更讓人無奈的是，目前科學家都沒有能力測出中微子的質量。也就是說，我們根本沒有能力利用引力來探測中微子。

除了以上兩點原因之外，早期科學家在研究中微子時，就發現一個奇怪的現象，我們觀測到的中微子總是隻有理論值的1/3。那究竟是咋回事呢？

後來，在1987年的一次超新星爆發的觀測中，科學家才意識到，實際上存在著三種中微子，分別是電子中微子，μ子中微子、τ子中微子。

它們之間還可以在傳播過程中相互轉化，這就叫做中微子振盪。正是搞清楚了這個情況，科學家對於中微子的研究才大幅度躍進了一步。但事實上，我們現在對於中微子的情況還是知之甚少，還有很長的路要走。

總結

正是因為中微子不參與電磁相互作用，只有極其低的概率參與弱相互作用，所以它穿透力很強很強。而它質量很小，又存在中微子振盪，以至於我們很難了解到它的真面目，這也正是中微子鬼魅的地方。也因此，它被稱為幽靈粒子。

薛定諤的科學

幽靈粒子

上世紀50年代，科學家發現了100多種粒子，在當時被稱為粒子幼兒園。這麼多粒子，當時的物理學家甚至有點無奈，因為這麼多粒子簡直是無處安放，他們需要一個理論能夠把這些粒子統籌起來。我們國家的著名科學家楊振寧提出了一個規範場理論，就試圖去統一這些粒子。

這套理論之後延伸出了粒子物理學標準模型。是距離我們這個時代最近的一次物理學革命，或者說物理學高峰。

而在這100多種粒子當中，實際上，有一些就十分詭異。比如：夸克。我們如今還沒有辦法直接觀測到夸克的存在，根據目前的理論，夸克是被幽禁在了質子這類粒子當中。

當我們轟擊質子時，轟擊的電子會呈現，通過分析電子的軌跡，我們可以斷定在質子中還有三個更小的粒子存在，也就是夸克。

除了這種根本看不到的，其實還有特別難找的，比如：被稱為上帝粒子的希格斯玻色子。希格斯場是賦予粒子質量的場。

除了夸克和希格斯玻色子之外，最難找的就是中微子，一直到2000年前後，我們才差不多搞清楚中微子的機理。而中微子之所以難找，很大程度上就是因為它自身特殊的屬性。所以，它也被稱為幽靈粒子。

中微子

那中微子有啥特別的呢？

其實這個要從四大基本作用力說起。在宇宙中存在著四種基本作用力，分別是強力，弱力，電磁力，引力。

其中強力和弱力是作用在原子核層面的，引力是物質之間彼此相互吸引的力。

在我們日常生活中，除了引力之外，剩餘的都是電磁力。日常生活中，支持力，摩擦力的本質其實都是電磁力。甚至也包括我們看到東西，其實是物體發光，光子進入到眼睛裡，眼睛的細胞發生了電磁相互作用，再到後面成像以及神經系統信息的傳輸，本質上都是電磁力。

科學家觀測宇宙的各種現象，本質上也是依靠電磁相互作用。那如果有個物體不參與到電磁相互作用，會如何呢？

如果我把這個物體朝著你扔過來，你就是超級守門員也接不住。因為，這個物體會直接穿過你。說白了，你要接住一個物體，或者拿住一個物體，實際上也是依靠的電磁相互作用。

所以，你大概也猜到了，中微子其實就是不參與到電磁相互作用的，這給我們捕捉它帶來了極大的麻煩。它可以在宇宙中穿行一光年，只有50%的概率會和這個路徑上的物質發生弱相互作用，這個一光年相當於繞地球2.4億圈。所以，它幾乎可以暢通無阻地在宇宙中穿行。

每秒鐘都有巨多的中微子穿過地球，穿過我們的身體。比如：每秒鐘就有十億個中微子穿過我們的手指，但我們並不得而知，這其實就是因為中微子不參與電磁相互作用。

中微子神奇的地方還不止於此，它其實是質量最小的粒子，比電子的質量還要小，至今我們還不能夠準確的測量出中微子的質量，有科學家估算，它的質量上限只有電子的百萬分之一，要知道電子質量極其小的基本粒子了。曾經量子力學的宗師級科學家波爾，就因為實驗中苦苦尋找不到“缺失的微小質量”，甚至開始懷疑堅如磐石的能量守恆定律。

正是因為中微子又不參與電磁相互作用和引力作用，只是極小小概率地參與到弱相互作用。因此，縱使它的數量龐大，但我們依舊很難捕捉到它，只能任它大規模地穿過地球。

但這還不是最神奇的，更神奇的是，中微子還會變身。我們目前所知道的中微子一共有三種，分別是電子中微子，τ子中微子、μ中微子。

當中微子在宇宙中穿行時，會在這三種類型中相互轉化，這也被稱為

所以，在相當長的一段時間裡，科學家就一直找到了理論值1/3的中微子，這個問題困擾了科學家很久很久。這也是為什麼人們管它叫做幽靈粒子的原因。

總結

中微子是粒子世界中很奇葩的存在，它不參與到電磁相互作用和引力，只有極其低的概率參與到弱相互作用。而且它還會發生中微子振盪，在三種中微子中不斷地轉換。基於這些原因，讓科學家感到極其地鬼魅，因此被稱為幽靈粒子。也正是因為這個屬性，中微子可以自由地穿過宇宙中的各種天體。

鍾銘聊科學

上世紀初放射性研究正火熱的那段日子裡，物理學家們發現β（貝塔）衰變過程中能量不守恆

在當時乃至現在，能量守恆定律都是物理學的基石之一，因此β衰變能量不守恆的消息傳出來後，整個物理學界一片譁然，量子力學奠基人之一玻爾甚至認為“能量守恆定律失效了”，但素以不留情面著稱的“上帝之鞭”泡利認為，β衰變能量不守恆的原因是，“在該過程中有一種質量為0且不帶電的粒子跑了出去”

這種跑出去的粒子帶走了一部分能量，才導致物理學們前後對不上號。

泡利和他的支持者們將這種尚未探測到的假想粒子命名為“中微子”

1956年，美國物理學家萊因斯和柯萬首次在實驗中觀測到了中微子，此時距離泡利提出中微子已經過去快30年了。

1998年日本的“超級神岡”中微子探測器首次發現了中微子震盪現象，這意味著中微子其實是有輕微質量的，而不是像最初設想的一樣“質量為零”

需要指出的是由於中微子本身質量極小且不帶電，因此它不會和其他物質發生電相互作用，這意味著它可以毫無阻攔的穿過宇宙中絕大部分物質而不留下痕跡。

所以儘管物理學家告訴我們“每秒鐘都有數十萬億個中微子穿過人類穿過地球”，但我們人類是完全感覺不到的，現有的中微子探測器之所以能發現中微子，則是因為超純水，這種水裡因為只含有水分子，因此中微子在穿過其中時會留下痕跡。

在科學的設想中，中微子未來可以被用作通信手段，因為它幾乎不與其他物質發生反應的特性，決定了它幾乎不會畸變，所以未來的中微子通訊就是星際間理想的通訊手段。

宇宙觀察記錄

因為中微子具有極強的穿透力

中微子最早是泡利1930年為了解決貝塔衰變過程中能量不守恆問題而提出來的一種假設性粒子，直到1956年才在實驗中被正式觀測到。

中微子質量和體積極小，並且不帶電荷，很難被探測和捕捉到。自然界中總共存在3種中微子：電子中微子、μ中微子和τ中微子，除電子中微子外，其它兩種中微子都不穩定，會發生衰變。中微子在傳播的過程中還會發生中微子震盪現象，就是三種中微子會週期性的轉換。

如上圖所示，三種中微子之間會發生震盪現象。

中微子的質量僅為電子質量的幾百萬分之一，除了黑洞外，地球和太陽這類天體的引力根本束縛不了它。中微子體積也比電子小得多。 地球是由原子構成的，原子的結構又可以分為原子核和核外電子。原子核帶正電，電子帶負電，而中微子不帶電荷，所以不會與原子核或電子發生電磁相互作用。 此外，中微子由於是費米子，沒有色荷，也不參與強相互作用，但是會參與弱相互作用。

關於4種基本相互作用的介紹，請看下圖。

粒子只佔據很小的空間，微觀世界其實很空曠。以原子為例，雖然原子核佔原子總質量的99%，但是與原子的半徑相比，原子核和電子的尺寸就顯得很小了。

由於微觀世界的運動規律與宏觀世界不同，中微子幾乎不會與核外電子和原子核相撞。只有當中微子與原子核或者電子距離非常近時，才會發生弱相互作用。由於原子核和電子都很小，中微子更小，那麼發生弱相互作用的概率就很低了。這就是中微子擁有極強穿透力的原因。

對超新星的中微子爆發進行的觀測，證明中微子可以穿過地球

1987年，距離地球16萬光年的大麥哲倫星雲中的一顆名為1987a的超新星發生了爆炸，該超新星的中微子爆發雖然僅持續了十幾秒，但是全球有三臺中微子探測器探測到了這次爆發。

大麥哲倫星雲只有南半球才能看得到，而位於日本（位於北半球）的中微子探測器竟然探測到了這次中微子爆發現象。按理來說，由於地球的阻擋，日本的中微子探測器不能探測到這次現象。最好的解釋，就是中微子可以輕鬆穿過地球。

在此之前，科學家早就從理論上預言，中微子具有極強的穿透能力。研究表明，當中微子穿過地球后，只會發生很小的能量衰減。

宇宙空間中每立方厘米大約存在100箇中微子。宇宙大爆炸和核反應都會產生大量的中微子。每時每刻，都有數量眾多的中微子穿過你的身體。

科學探索菌

南極洲的阿蒙森-斯科特南極站坐落著冰立方中微子天文臺–一個專門研究中微子這種基本粒子的設施。該陣列由5160個球形光學傳感器組成——數字光學模塊——埋在一立方千米的透明冰內。目前，這個天文臺是世界上最大的中微子探測器，在過去的七年裡，它一直在研究這些粒子的行為和相互作用。

最多最近的研究由冰立方合作組織在賓夕法尼亞州立大學物理學家的幫助下發布，首次測量了地球阻擋中微子的能力。符合粒子物理標準模型，他們確定，當數萬億中微子定期穿過地球(和我們)時，有些中微子偶爾會被地球阻擋。

研究小組的結果是基於對高能向上運動中微子產生的10，784次相互作用的觀察，這些中微子在天文臺被記錄了一年的時間。

南極的冰立方中微子天文臺。

早在2013年，高能中微子的首次探測是由冰立方合作完成的。這些中微子被認為是起源於天體物理學的，它們在千兆電子伏特範圍內，是迄今為止發現的能量最高的中微子。冰立方通過尋找契倫科夫輻射來尋找這些相互作用的跡象，契倫科夫輻射是在快速運動的帶電粒子與正常物質相互作用而減速後產生的。

通過探測與透明冰相互作用的中微子，冰立方儀器能夠估計中微子的能量和行進方向。然而，儘管有了這些發現，關於在中微子穿越太空時，是否有任何物質能夠阻止它，仍然是個謎。根據粒子物理的標準模型，這是偶爾會發生的事情。

在冰立方觀察了一年的相互作用後，科學小組發現，必須在地球上最遠傳播的中微子不太可能到達探測器。

這一成就很重要，因為它首次表明高能中微子可以被某些東西吸收——在這種情況下是地球。我們知道低能中微子幾乎可以通過任何東西，但儘管我們曾預計高能中微子會有所不同，但以前的實驗都無法令人信服地證明高能中微子可以被任何東西阻擋。”

冰頂罐，冰立方中微子天文臺中心的中微子探測器。

中微子的存在最早是由理論物理學家沃爾夫岡·泡利在1930年提出的，他假設中微子的存在是用相對論解釋β衰變的一種方式能量守恆定律。它們之所以如此命名，是因為它們是電中性的，並且只與物質非常微弱地相互作用——即通過微弱的亞原子力和重力。正因為如此，中微子定期穿過正常物質。

儘管中微子是由地球上的恆星和核反應堆定期產生的，但第一批中微子是在大爆炸期間形成的。因此，對它們與正常物質相互作用的研究可以告訴我們許多關於宇宙在數十億年中是如何進化的。許多科學家預計中微子的研究將表明新物理學的存在，超越標準模型。

理解中微子如何相互作用是冰立方運作的關鍵。我們當然希望出現一些新的物理學，但不幸的是，我們發現標準模型一如既往地經受住了考驗。

俯視冰立方的一個探測器鑽孔。

在很大程度上，這項研究中選擇的中微子比我們的太陽或核電站產生的中微子能量高出一百萬倍以上。該分析還包括一些本質上是天體物理學的——即產生於地球大氣層之外——並且可能被超大質量黑洞加速向地球移動。

軍機處留級生

2013年，科學家首次在南極冰下捕捉到了來自太陽系外的高能中微子。

中微子是一種很小的基本粒子，被稱為宇宙的“隱形人”，速度接近光速，廣大分佈於宇宙中，可以自由穿過地球等星體。

太陽內核產生的大量中微子，每秒有十多億個穿過我們的眼睛，如果把拇指豎起來，每秒就有700億中微子從中穿過。穿過地球的中微子就不計其數了。

為什麼中微子能自由穿過宇宙中任何物體？

來了解一下中微子的性質。

中微子是一種輕子，不帶電。粒子間的各種弱相互作用力都會產生中微子，並且弱相互作用很慢就是成為了恆星內部“質子-質子”反應作用的主要阻礙。

——這就是中微子能輕鬆的穿過很多物體而不與其它物質反應的原因。

弄潮科學

地球，我們人類看它時，它是實體的，但實際上它絕大部分是空的，不僅如此，對於中微子來說，比如像電子、原子核等，由於它們內部絕大部分也是空的，而中微子比它們小的多，所以中微子穿過它們時，能夠碰到比中微子小且運動的粒子的機會很小，所以中微子可以自由穿過地球。

關鍵字: 能量 中微子 科學