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近年来，微小亚原子粒子——中微子成为天体物理学中最大的谜团之一。中微子持续不断地轰击着地球，并且比任何已知的亚原子粒子都轻。它非常渺小，甚至能在不经意间穿透物质。几十年来，世界各地的物理学家一直在尝试探测中微子，他们希望通过研究中微子弄清它们的来源和作用。不过，目前的研究尝试往往代价高昂，并且对来自宇宙最远端的一整类高能中微子无能为力。
据美国“优睿科”网站3月6日消息称，天体物理学家在《物理评论快报》杂志同日刊发的一项最新研究报告中，首次阐述了利用雷达回波来探测高能中微子的实验。
论文第一作者、美国俄亥俄州立大学宇宙学和天体粒子物理中心的研究员Steven Prohira介绍道：“中微子是我们最不了解的一类基本粒子，而超高能中微子则可以告诉我们关于宇宙另外一大片区域的信息。这些信息是我们无法通过其他方式获取的。我们需要摸索出研究方法，这就是此次实验的目的。”
Prohira解释道：“中微子是我们已知的、唯一沿直线运动的粒子。它们拥有直接穿透物体的独一无二的能力——光子会被挡住，而其他带电粒子则会在磁场中会发生偏转。”换句话说，当一个中微子在宇宙的某个地方诞生后，它就会一直沿着一条直线行进。“回溯它的来路，就能直接指向生成它的东西。因此，这是我们识别和了解宇宙中这类极其活跃的效应与过程的重要方式。”
具体来说，这项研究依赖于一种被称为“级联”的现象。科学家们认为，中微子几乎以光速穿过地球时，高能中微子更容易与原子发生碰撞。这些碰撞会产生了一连串“喷雾”般的带电粒子。这些级联效应之所以很重要，是因为：如果研究人员能探测到级联，那么就能探测到中微子。然而，高能中微子是如此罕见，以至于科学家到目前为止都还无法探测到它们。
科学家们发现，探测中微子的最佳地点是在遥远的大冰原上，因而南极洲上进行的中微子实验持续时间最长，也最为成功。不过，到目前为止，这些实验还未能探测到能量更高的中微子。 Prohira等在这个领域取得了突破，他的团队在实验室中发现，当一个中微子撞击一个原子时，有可能会产生级联反应。他表示，下一步是把实验带到南极洲，看看它是否真的能在遥远的巨型冰层上探测到大量中微子。
科界原创
编译：朱明逸
审稿：西莫
责编：雷鑫宇
期刊来源： 《物理评论快报》
期刊编号： 0031-9007
原文链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-03/osu-rai030620.php
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