2024中微子会议透露：日本探测器发现超新星中微子线索

2024中微子会议透露：日本探测器发现超新星中微子线索

在浩瀚的宇宙中，每隔几秒钟就有一颗大质量恒星坍缩并引发超新星爆炸。这些宇宙中的"烟花"释放出数量惊人的中微子，它们穿越时空，携带着恒星死亡瞬间的奥秘。如今，日本的超级神冈探测器正以前所未有的灵敏度捕捉这些神秘的粒子，为科学家们揭示宇宙深处的秘密提供了新的线索。

在上个月于意大利米兰举行的2024年中微子会议上，东京大学物理学家Masayuki Harada透露了一个令人振奋的消息：超级神冈探测器可能已经首次捕捉到了超新星中微子的迹象。这一发现对于理解超新星内部发生的情况至关重要，因为中微子能够从恒星坍缩的核心中冲出并穿过太空，提供有关极端条件下发生的任何潜在新物理的信息。

超级神冈探测器的升级与突破

超级神冈探测器位于日本本州岛中部飞騨附近一公里深的岩石下，是一个装有5万吨纯净水的巨大水箱。当中微子（更准确地说，是它的反粒子，反中微子）与水中的质子碰撞时，质子会转变成一对其他粒子，即中子和反电子。反电子在水中高速移动时会产生一道闪光，而这道光会被排列在水箱壁上的传感器捕捉到。

为了提高探测器区分超新星中微子与其他粒子的能力，科学家在2018-2020年对超级神冈探测器进行了一次重要升级。他们在水中添加了钆基盐，这使得反中微子撞击水时产生的中子能够被钆核捕获，从而释放出第二道闪光。这种双闪光序列成为探测超新星中微子的关键证据。

未来的展望与意义

尽管目前的数据仍然不足以宣称有确定的发现，但这一进展已经让科学界感到兴奋。伦敦国王学院物理学家、该项目联合发言人Francesca Di Lodovico表示，更大规模的超级神冈探测器计划于2027年左右完成，它可能会大大改善当前的结果。而东京大学物理学家Masayuki Nakahata则表示，到2029年探测器关闭时，它应该已经收集了足够的数据来做出有力的断言。

如果能够证实数十亿年前遥远超新星爆发产生的中微子仍然存在，这将为中微子的稳定性提供有力证据，并可能揭示宇宙中恒星形成的历史。此外，测量超新星中微子能量的全谱还可以提供线索，说明在宇宙历史的不同时期有多少超新星爆发，以及有多少坍缩的恒星形成了黑洞。

这一发现不仅将为天体物理学研究开辟新的途径，还有助于我们更好地理解宇宙的演化历程。随着超级神冈探测器的不断升级和改进，我们有理由相信，未来几年内，人类将能够更深入地揭示宇宙中最神秘的现象之一——超新星爆炸的奥秘。