宇宙中星體正在發生著最激烈的活動

物理學家近日宣布，觀測到來自銀河系外的超高能中微子，提示宇宙中星體正在發生著最激烈的活動。

據威斯康星大學8月20日發布的消息，此項研究意義重大，不僅找到存在宇宙中微子的強有力新證據，而且預示中微子天文學時代的到來。威斯康星大學說，該研究單獨證明，銀河系外的太空中，存在宇宙中微子。而且觀測到無可爭辯的數據，證實超高能中微子直線穿過宇宙，毫無干擾地透過整顆行星、恆星、星系、磁場或星際塵埃，並且明顯衰變為諸如光子（photon）那樣的普通粒子。
科學家使用南極IceCube微中子觀測站（IceCube Neutrino Observatory），篩選出21個超高能中微子，確認它們來自銀河系之外，源頭可能為黑洞、大質量星體爆炸或星系核。

證明存在銀河系外中微子

IceCube微中子觀測站的首席研究員、威斯康辛大學麥迪遜分校的弗朗西斯‧哈爾岑（Francis Halzen）教授解釋：“IceCube微中子觀測站尋找穿過地球到達探測器的產生μ介子的中微子，我們想通過這種方式建立中微子天文學，我們做到了。本次觀測幾乎就像使用一台獨一無二的儀器所做的獨立研究一樣，證實了宇宙中微子的存在。”

中微子是一種沒有電荷，幾乎沒有質量的亞原子粒子，幾乎不與其它任何物質發生反應，因此很難被儀器檢測到。只有在中微子與其它粒子發生罕見的相互作用而產生粒子時，才能尋蹤查源地確認中微子的存在。目前知道，中微子比電子還小，屬於一種叫做輕子的基本粒子，而且中微子分為三種，分別為電中微子、μ中微子和τ中微子。

IceCube探測器所發現21個超高能量μ介子（Muons，或稱為“渺子”、繆子），並有稱為“契倫柯夫光”（Cherenkov light，也可稱作契倫柯夫輻射）的軌跡，因此科學家斷定這些μ介子來自一種μ中微子，而且說明宇宙正在發生最激烈的活動，所產生的中微子和宇宙射線的能量之大，超出大型強子對撞機（LHC）的檢測範圍。

另據美國物理學會8月20日報導，IceCube探測器是利用地球作為中微子過濾器，檢測到來自銀河系外的宇宙中微子。為了排除地球本身產生的中微子的影響，本實驗篩選來自北方太空而穿過地球的中微子，證實銀河系外的來源。

這次篩選得到的21個中微子都是μ介子中微子，其能量為100-1700兆電子伏特，和南部太空檢測到的中微子情況一致，遠遠大於地球大氣中微子的能量。

此前，2010年5月至2012年5月間，IceCube探測器記錄到35,000個中微子，其中有20多個顯示具有宇宙中微子能量水平；2014年，該探測器共發現37個超高能中微子，但仍不確定是否來自銀河系外。IceCube探測器位於南極的阿蒙森-斯科特試驗站，冰層下1,450～2450米的深處有其觀測陣列，其中含86條模組共5,160個光學感應器，總體積達到1立方公裡。

該項研究發表於8月20日美國物理學會的期刊《物理評論快報》（Physical Review Letters）。