讓我們幻想一下在天空的某個地方發現了中微子，過去，科學家在超大質量黑洞和燃料耗盡後發生劇烈爆炸的恆星上發現了中微子的運動軌跡，現在，科學家採用了一種探測神秘中微子的新方法，他們在南極洲“冰立方”中微子觀測站找到了少量幽靈般的高能中微子，可以肯定它們來自外層空間，新的發現開啟了中微子天文學，為傳統天文學打開了一扇新的“天窗”。費爾米國家加速實驗室位於伊利諾伊州的巴達維爾，實驗室的天體物理學家丹·胡珀沒有加入“冰立方”的項目團隊，他發表了“第三方”的客觀評價，“我們正在見證中微子天文學的興起”。
1987年，科學家在麥哲倫星雲爆發的一顆超新星上探測了中微子，他們最先在太陽的輻射中發現了中微子。今年4月，“冰立方”合作團隊公佈了探測成果，他們探測到了兩個高能中微子，每一箇中微子的能量大約為一個Peta電子伏特，科學團隊將兩個高能中微子命名為伯特和歐尼，兩個高能中微子擁有的能量顯示，它們不是來自地球大氣層、而是來自外層空間，新的發現激發了團隊成員在更加細節的層面來檢測中微子的特性，
———發現高能中微子
“冰立方”合作團隊的科學家最近在威斯康星—麥迪遜大學舉辦了一場有關“冰立方”粒子物理學的討論會，他們討論了中微子的研究成果。“冰立方”的團隊成員、特拉華大學的托馬斯·蓋舍爾對中微子的觀測事件進行了解說，相當於總數一半的粒子屬於大氣層中微子，當宇宙射線撞擊大氣層的上層時產生了中微子。相當於總數另一半的粒子屬於太陽系以外的中微子，它們是科學家長期尋找的太空中微子。
如何歸類不同的中微子是分析技術的關鍵，太空中微子有不同的產生途徑，中微子有µ介子（謬介子）、τ介子（陶介子）的形態，介子在太空穿行時改變了形態、或產生了震盪，它們從一種形態變化成另一種形態。在大氣層中微子的情形中，µ介子形態的中微子數量比電子中微子多了兩倍，而在”冰立方“測得的數據顯示，不同形態的中微子數量相同，這說明中微子束在震盪過程中穿越了一段非常遙遠的距離。
———“冰立方”的實驗原理
巨大的實驗裝置埋藏在南極洲的冰層，“冰立方”實驗室第一次記錄了起源於太陽系以外的中微子。如何證明中微子產生於外太空、而不是產生於地球大氣層？為了接收遙遠太空的中微子，科學團隊建造了1立方公里的“冰立方”實驗室，他們將極敏感的探測器植入南極的冰層，“冰立方”植入了86根弦棒，每一根弦棒攜帶了60個極敏感的光檢測器，它們看起來像綁紮在聖誕樹枝上的彩色小球，光檢測器被埋入到深處的南極冰層。
當冰層的中微子和冰的原子核發生罕見的碰撞時，撞擊事件能夠產生短暫的閃射現象，光敏探測器及時記錄粒子碰撞時產生的閃射。“冰立方”含有5000多個光探測器，用以捕獲“不遠萬里”抵達地球的中微子。“冰立方”每年接收大約10萬多箇中微子，不同類型的中微子既可能來自地球大氣層、也可能來自太空，科學家以前試圖將遙遠宇宙的中微子從其它源地的中微子分離出來，他們的嘗試均以失敗告終。從2010年5月到2012年5月，科學家總共檢測到26個能量大約為50tera電子伏特的中微子，它們僅有0、004%的檢測機會，困難之處不在於統計學的波動、而在於信號檢測本身的問題。
———類星體發射中微子
不帶電荷的中微子從發射源出發，不受磁場的影響，以高速運動的方式抵達了我們的地球。對於超新星等天體的觀測和研究而言，捕獲中微子是一種非常有用的手段，看起來“微小的”類星體和活動星系核（星系中心暗藏了一個有巨大驅動力的超大質量黑洞）等天體釋放了中微子，科學家通過對中微子的檢測獲了神秘天體產生事件的信息。“中微子天文學”幫助科學家去了解宇宙射線的來源，宇宙射線和中微子有相同的產生機制，然而，宇宙射線中的一些粒子不同於中微子，一些宇宙射線粒子帶有電荷，當帶電粒子進入地球的磁場時受到了磁力的干擾，它們的運動路徑產生了彎曲變形，這對於確定宇宙射線的來源來說變得十分困難。
———中微子對暗物質發現的意義
銀河系中心產生了中微子，科學家有一種假設，暗物質大量地積聚在銀河系中心，它們相互之間也許發生了劇烈的碰撞。科學家現在可以期待，從“冰立方”檢測具有天體物理學意義的高能中微子，從銀河系中心發出的中微子將有特別的能量，對“銀心中微子”的檢測能夠幫助科學家去間接地探測銀河系中心的暗物質粒子。“冰立方”合作團隊的“領隊”、威斯康星—麥德遜大學的弗朗西斯·哈爾岑認為，科學團隊在“冰立方實驗室”收集的數據太少，對2012年5月以來收集的數據缺少足夠的分析，科學團隊坐在了大數據庫的“金礦”上，收集和分析大量檢測到的事件信號相當於挖掘數據的價值。
（編譯：2013-5-17）
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