高能中微子叙述的是什么样的故事呢?科学家认为,对高能中微子的研究可以帮助人们了解高能宇宙线,看到一个用光学望远镜探测不到的宇宙。
早在1912年,科学家就通过观察大气的电离现象发现了宇宙线,它们由高能带电粒子组成,从各个方向冲击地球大气。目前,太空中和地面上也已建立多个探测器来测量宇宙线的能量和强度,但是科学家至今仍不清楚,是什么样的过程、什么样的来源能让粒子获得如此高的能量。
高能宇宙线和高能中微子很可能诞生于同样的宇宙现象,比如恒星的爆炸、神秘的伽马射线爆发、黑洞对天体的吞噬等。这种宇宙现象极其剧烈,其中产生的高能粒子会在出生地就与物质碰撞,产生中微子。
还有一种高能中微子来自宇宙线与宇宙微波辐射背景的光子的相互作用。科学家现在基本证明了我们的宇宙诞生于130亿年前的大爆炸,大爆炸时留下的辐射现在散布在宇宙空间里,像雾一样,被称为宇宙微波背景辐射。当高能宇宙线穿过这层雾时,会与里面的光子碰撞,产生高能中微子。
不同于带电的宇宙线会受磁场影响改变路径,中微子一经产生,便开始了它们不受干扰的旅行。因为中微子的这种特性,几乎没有什么东西可以让它们偏离自己的道路,那么,科学家收获的中微子就反映了宇宙线的诞生和传播过程,也精准地指向它们的起点——那些极端的宇宙现象和宇宙中存在的微波辐射。
为了找到“伯特”“厄尼”和“大鸟”的诞生地,科学家还需要更多的样本进行分析。“冰立方”的发现之旅才刚刚拉开序幕。