在我們銀河系外發現最高能量的神祕微中子

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畫家印象中埋藏在南極冰裡的IceCube偵測器: Jamie Yang/IceCube Collaboration

微中子(neutrino)是粒子物理學(particle physics)的蜜獾,暢通無阻地和無憂無慮地穿梭宇宙。最精力旺盛的它們,是在宇宙最劇烈事件中產生,而且研究它們會給我們這些現象一個獨特的觀點。

IceCube微中子觀測所(IceCube Neutrino Observatory)是為這個在心裡的目的而建的。現在新的研究報導偵測到迄今最高能量的微中子,來自91億光年的一個星系。

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IceCube微中子觀測所是被設計來偵測高能微中子,這是一項非常困難的工作。觀測所使用被包在南極冰裡的偵測器,能夠記錄閃光以及”看見(see)”這些難以理解的粒子,偵測器實際上是看到微中子與水分子在偶然碰撞下所釋放的能量。自2010年以來,只有40次事件被偵測到。

在這些40個事件中,有一個特別突出,它的能量是2千兆電子伏特(PetaElectronvolt),或是3.2×10-4焦耳(Joule),大概是一分錢掉下1公尺(3.3英呎)的能量。這也許像是個小量的能量,但被包進一個渺小的微中子,它就是巨大的。不管是什麼產生微中子,一定是難以置信的強而有力。所以研究人員以一系列的無線電波望遠鏡跟著IceCube偵測。

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他們發現最有可能造成微中子的天文物理學上的物體是PKS B1424-418星系。習慣性地觀察這個星系已有數十年了,但天文學家注意到在2011年和2014年之間的一個突然的增亮,這個突然的增亮向研究人員指示,提供能量給這個遙遠星系的超質量黑洞(supermassive black hole),突然變得更活躍。

研究人員以5%的誤差幅度計算出,這個星系是2千兆電子伏特微中子的來源。這項發現在自然期刊發表。

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微中子是宇宙中粒子最豐富的種類之一,它們的質量比電子小50萬倍,而且沒有攜帶任何電荷;一個允許它們沒有問題地穿梭固態物質的要素。數兆的微中子正以光速穿越你的身體。

飛越地球的微中子大多數產生於太陽內部的核反應,還有其他快速通過宇宙、更為強有力的微中子。雖然我們知道它們是由超大質量黑洞所產生,但真正形成它們的機制依然是個謎。

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來源: Iflscience