【正見新聞網2021年03月20日】
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圖：冰立方中微子天文台。Credit: IceCube/National Science Foundation
最近，科學家首次發現了宇宙中的高能反中微子。
反中微子是中微子的反粒子。和中微子一樣，它和其它物質幾乎不產生除了引力以外的相互作用，因此可以自由的在宇宙中穿行。
不過反中微子是被稱為“格拉肖共振現象”中的一個重要的粒子。這是諾貝爾獎獲得者物理學家謝爾登·格拉肖(Sheldon Glashow)於1960年首次提出的。
當時還是博士後的謝爾登·格拉肖預測，反中微子可以與電子相互作用，通過一種稱為共振產生的過程產生一個未被發現的粒子。
1983年，當最終發現這種未被發現的粒子是W玻色子時，它的重量比格拉肖和他的同事在1960年所預測的還要重得多。
因此，通過格拉肖共振產生W玻色子將需要一個能量為大概6.3皮電子伏特(PeV)的反中微子，其能量比歐洲核子研究中心的大型強子對撞機能產生的能量高出近1,000倍。因此沒辦法人工產生。
2016年12月6日，一個反中微子以接近6.3皮電子伏特的能量從外層空間撞擊到地球。它在南極冰蓋的內部深處，撞上了一個電子，產生了一個W玻色子。而該W玻色子迅速衰變成了一係列高能粒子。這個過程成功被冰立方中微子天文台捕獲。
這是格拉肖共振現象的首個觀測證據。它暗示了宇宙中存在反中微子，同時也進一步證實了粒子物理學的標準模型。
冰立方首席研究員弗朗西斯·哈爾森(Francis Halzen)教授說：“當格拉肖擔任尼爾斯·玻爾的博士後時，他從未想過，他提出的奇特理論將由從遙遠星係發出的墜入南極冰中的反中微子證實。“
賓夕法尼亞州立大學的道格·科文(Doug Cowen)教授說：“對這一事件的觀察表明，描述宇宙中基本力的粒子物理學標準模型甚至在極高的能量下也能保持不變，並且還展示了冰立方在探索基本粒子物理學中的獨特能力，”
密歇根州立大學研究員克勞迪奧·科博(Claudio Kopper)博士說：“發現它不一定令人驚訝，但這並不意味著我們並不高興看到它。”
“我們現在可以檢測出明顯地來自外星的中微子事件。”
結果也開辟了中微子天文學的新篇章，因為它開始區分中微子和反中微子，而迄今為止，它們並沒有區別。
這是關於宇宙中反中微子成分的首次直接測量。
“這一結果證明了中微子天文學的可行性以及冰立方的能力。這將在未來的多信使天體物理學中發揮重要作用，”亞琛工業大學物理學研究所的克裏斯蒂安·哈克(Christian Haack)博士說。
研究結果發表在2021年3月11日的《自然》雜誌上。
