中微子已经被探测到如此高的能量 以至于标准模型无法解释它们
尽管中微子是神秘的粒子,但它们非常常见。每秒有数十亿个中微子通过您的身体。但是中微子很少与常规物质相互作用,因此检测它们是一项巨大的工程挑战。即使我们确实检测到它们,结果也不总是有意义。例如,我们最近发现中微子具有如此高的能量,我们不知道它们是如何产生的。
中微子探测器通常是一个装满纯水或冰的大室。在这个室内有非常灵敏的探测器。中微子不能直接观察到。相反,中微子探测器会等待中微子撞击到原子中。这样做时,它可以产生带电的轻子,例如电子,介子或牛磺酸。这些带电粒子也可以发光。因此,通过检测光或轻子,我们知道中微子已经与检测器发生了相互作用。
我们检测到的大多数中微子是太阳中微子,它们是由太阳核中的核聚变产生的。但是诸如超新星和伽马射线爆发之类的东西也会产生中微子。大量的精力集中在检测这些太阳外中微子上。
最好的中微子探测器之一是南极洲的IceCube中微子天文台。南极洲是中微子观测站的好地方,因为它厚厚的冰层很容易吸收各种杂散粒子,例如宇宙射线和伽马射线,它们可能会干扰您的敏感探测器。通过将天文台掩埋在冰中,可以确保我们检测到的事件来自中微子。IceCube天文台已经多次检测到太阳中微子。
但是南极洲还有另一个中微子观测站,它以不同的方式探测中微子。被称为南极脉冲瞬态天线或ANITA,它是安装在气球上的灵敏无线电探测器。ANITA是一种无线电探测器,因为当高能中微子与南极冰碰撞时,它们会产生无线电光。这些中微子的强度比IceCube检测到的中微子高数百倍。
当ANITA检测到这些高能中微子时,引起了一些轰动,因为它们似乎来自中微子,它们是在撞击南极冰之前穿过地球的。如果某些强大的天体物理学事件沿地球方向产生了中微子流,这就是您所期望的。但是,如果是这样的话,这些中微子也会触发IceCube可以检测到的事件。
因此,IceCube协作查找与ANITA检测同时发生的检测事件。他们没有发现相关事件的证据,这意味着这不是由于光年以外一些强大的中微子事件引起的。这很奇怪,因为它留下了两种可能性:由于设计中的某些缺陷,ANITA给出了误报,或者这些中微子事件是由标准模型之外的过程引起的。在粒子物理学的标准模型内,没有办法产生如此高能量的中微子。
这只是一小部分事件,因此有理由对结果保持谨慎。但是,这项最新工作可能暗示了我们尚不了解的物理学的新领域。