在哪里能“看到”中微子？

追蹤中微子絕不是一件輕松的事情，需要有足夠多的經(jīng)費(fèi)、足夠大的空間，建設(shè)足夠大的探測(cè)器。另外還需要足夠多的時(shí)間和足夠多的耐心，因?yàn)槟敲廊魺熁ò愕呐鲎菜查g完全是隨機(jī)發(fā)生的。現(xiàn)在，科學(xué)家們已經(jīng)看到許多中微子，它們有的來(lái)自肉眼不可見(jiàn)的亞原子世界，有的來(lái)自浩瀚的宇宙空間。

為屏蔽來(lái)自太空的各種射線和其他背景輻射，中微子探測(cè)器一般會(huì)選擇建造在地底或海底深處。即將開建的中國(guó)開平中微子實(shí)驗(yàn)室及其主要運(yùn)轉(zhuǎn)部件——中微子探測(cè)器將被埋藏在深達(dá)700米的地下洞室里。其中，中微子探測(cè)器占地直徑達(dá)50米、高80米，被建在一個(gè)大水池中。

除此之外，目前國(guó)外正在運(yùn)行的較大的中微子探測(cè)器有位于南極冰面下的“冰立方”探測(cè)器、地中海海底的“心宿二”中微子望遠(yuǎn)鏡、日本的超級(jí)神岡探測(cè)器、意大利的格蘭薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加拿大薩德伯里中微子觀測(cè)站。其中一類用來(lái)探測(cè)自然產(chǎn)生的中微子，一類用來(lái)探測(cè)核反應(yīng)堆和加速器產(chǎn)生的中微子。

　　中微子是什么“味”的？

在對(duì)中微子的研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)中微子總是偏愛(ài)和電子、μ子和τ子中的某一種一起被發(fā)射和吸收，就像我們喜愛(ài)特定口味的冰淇淋一樣。因此，科學(xué)家們按不同“味道”將中微子分成了電子中微子、μ子中微子和τ子中微子。

而后科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)，在飛行中，中微子會(huì)發(fā)生“變味”——從一種類型轉(zhuǎn)變成另一種類型，這個(gè)過(guò)程被稱為“中微子振蕩”。

　　到底有多重？

起初，中微子被認(rèn)為是沒(méi)有質(zhì)量的。但后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)這解釋不通，中微子一定是有質(zhì)量的。但對(duì)中微子質(zhì)量的測(cè)量是一件極其復(fù)雜的事情，不得不超出現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)模型。由于中微子振蕩現(xiàn)象，中微子總處于不斷變換之中，它們不具備固定的質(zhì)量，科學(xué)家只能計(jì)算出量子混合狀態(tài)中三種中微子質(zhì)量的總和。目前最新的數(shù)據(jù)是，3種類型中微子的總質(zhì)量應(yīng)為0.320±0.081電子伏特。

　　速度有多快？

想必絕大多數(shù)人都知道3年前的“中微子超光速”是一次烏龍，那么中微子的速度到底有多快？目前的結(jié)論仍然是：與光速接近，但并沒(méi)有超過(guò)光速。當(dāng)然你也可以將其理解為亞光速。

　　研究中微子有什么用？

對(duì)科學(xué)家而言，中微子是破譯宇宙起源與演化密碼最重要的“鑰匙”，使得我們能夠探索某些非常基本的問(wèn)題，如宇宙整體的質(zhì)量、為什么世界是由物質(zhì)而不是反物質(zhì)組成的等等。

現(xiàn)存的天文學(xué)只能讓我們看到宇宙大爆炸后38萬(wàn)年的情形，而中微子天文學(xué)則能讓我們一窺宇宙出生后數(shù)秒的奇妙景象。

總之，深入了解中微子的性質(zhì)既是認(rèn)識(shí)微觀世界的需要，也是認(rèn)識(shí)宏觀世界的需要，它能為人類打開一扇新的大門。

　　有實(shí)用點(diǎn)的嗎？

讓人最有想象空間的一項(xiàng)應(yīng)用是中微子通訊。一些科學(xué)家設(shè)想未來(lái)可以開發(fā)出一套以中微子為基礎(chǔ)的通訊系統(tǒng)，無(wú)需線纜和電磁波，也無(wú)需任何衛(wèi)星中繼，信息可以輕松穿越海洋、高山，甚至是遙遠(yuǎn)的外太空，屆時(shí)地球上任意兩點(diǎn)的直接通訊和高效率的星際聯(lián)絡(luò)都將成為可能。有人甚至認(rèn)為中微子通訊還能幫助我們與外星人取得聯(lián)系。