每秒都有數(shù)百億個(gè)中微子從手掌間飛過(guò),這些肉眼不可見(jiàn)的粒子能毫無(wú)阻礙地穿過(guò)一光年厚的鉛板,捕捉它們難度極大,曾被視作如同試圖將陽(yáng)光裝進(jìn)口袋。直至今年夏天,情況出現(xiàn)轉(zhuǎn)變。
在瑞士,一組物理學(xué)家捕捉到了難以捉摸的中微子現(xiàn)象。他們借助一個(gè)飯盒大小的探測(cè)器,“看到”反應(yīng)堆發(fā)出的中微子對(duì)原子核產(chǎn)生輕微推動(dòng)作用,這一過(guò)程就如同聽(tīng)到蚊子落在坦克上的聲音。
該發(fā)現(xiàn)基于“相干彈性散射”現(xiàn)象。打個(gè)比方,一個(gè)中微子撞擊靜止的鍺原子核,如同撞擊乒乓球,幾乎無(wú)法使其移動(dòng),這股“踢”的能量?jī)H夠移動(dòng)一粒塵埃。但位于反應(yīng)堆20米外、重達(dá)3公斤的CONUS +探測(cè)器,在119天里記錄了395次可疑的“踢”,這一具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的數(shù)字表明中微子已被成功捕捉。
這一成果帶來(lái)了意想不到的實(shí)際應(yīng)用?;谠摷夹g(shù)的緊湊型探測(cè)器可遠(yuǎn)程監(jiān)控核電站運(yùn)行,無(wú)需打開(kāi)保護(hù)殼就能確定反應(yīng)堆中鈾的“燃燒”量,對(duì)核檢查人員而言如同給核電站做X光檢查。不過(guò),這也存在弊端,同樣的原理可成為地下核計(jì)劃監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ),物理學(xué)家開(kāi)玩笑稱(chēng),如今朝鮮也難以隱藏反應(yīng)堆,中微子會(huì)將其揭露。
更重要的是,研究中微子并非聚焦于中微子本身,而是它們能揭示宇宙規(guī)律。當(dāng)前物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型存在諸多空白,無(wú)法解釋一切現(xiàn)象??茖W(xué)家期望研究中微子散射能幫助發(fā)現(xiàn)異常,找到暗物質(zhì)或額外維度存在的線索。正如研究的一位作者所說(shuō),這就像一生聆聽(tīng)交響樂(lè)卻未注意到樂(lè)器跑調(diào),如今物理學(xué)家有了新的“助聽(tīng)器”。