地球吸收高能“幽灵粒子”

一些高能中微子在穿过地球时被吸收。

IceCube 由多个光学传感器组成，这些传感器被包裹在原始的南极冰层中。摄影：Jamie Yang。

中微子被称为“幽灵粒子”，因为它们可以轻松穿过固体物体。然而，一支国际研究团队在位于南极洲的全球最大中微子探测器“冰立方”（IceCube）工作，发现其中一些亚原子粒子在遇到地球时会突然停止运行。该研究结果于11月22日发表在《自然》杂志上。

中微子与物质的相互作用非常微弱。一个中微子可以穿过铅，行进一光年（10万亿公里）而不会与任何原子碰撞。冰立方探测器探测到的中微子能量非常高。这一点很重要，因为中微子的能量越高，它与物质相互作用并被地球吸收的可能性就越大。

IceCube 机器由篮球大小的 5,160 个光学传感器（数字光学模块 (DOM)）组成。它们被封装在一个 1 平方公里的³南极洲靠近地球南极的冰层非常干净。传感器并不直接观测中微子，而是测量中微子与冰层相互作用时产生的其他粒子（例如μ子）发出的蓝光或切伦科夫辐射。

通过测量探测器内部或附近的切伦科夫辐射，冰立方可以评估和估算中微子的方向和能量。研究小组发现，穿过地球到达冰立方的高能中微子数量，低于来自受阻较少路径（例如水平运动的粒子）的中微子数量。

中微子到达冰立方探测器的路径。图片来源：《自然》杂志。

在本研究中，冰立方探测器记录到的大多数中微子的能量比太阳或核电站等常见来源产生的中微子高出数百万倍。它们是在地球大气层中形成的，形成过程源于宇宙射线或地球大气层外的未知来源。

“了解中微子如何相互作用是 IceCube 运行的关键，”参与 IceCube 项目的美国威斯康星大学麦迪逊分校物理学教授 Francis Halzen 说道。

据VNE报道