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南极洲的冰立方天文台在今日探测到了中微子的迹象 ， 每个三个味道（者：分别为电中微子 ， μ中微子以及τ中微子）中 ， 每一味道的数量一致 ， 两队独立的物理研究团队都指出这一点 。 这一数据推翻了初步的数据研究中所说多数中微子为电中微子的理论 。 最新的数据与我们今日的理解相同 ， 进一步将希望之光照进冰立方天文台之中 ， 希望它所提供的数据会在为我们提供标准模型之外的物理学 。
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【天文|三种味道的中微子，究竟来自哪里？南极冰立方揭晓答案】
坐落在阿蒙森·史考特南极基地 ， 冰立方中微子天文台是多个埋在冰川之中排列组合的光电探测器 。 在2013年下半年 ， 冰立方首次报道称它探测到了第一个来自中微子带有极高强度的的信号） ， 这一数据指出中微子来自我们的星系之外 。 太阳和宇宙微波所产生的中微子与大气层相撞 ， 这是多年前就已经被探测到了的 ， 但更远处的中微子则更加神秘 。 所以在2013年 ， 这一发现在2013年被誉为物理世界的年度突破 。
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中微子有三个不同的“味道” ， 分别为电中微子 ， μ中微子以及τ中微子 ， 他们会在长距离的运动中从一个味道摆动到另一个味道 。 所以如果有中微子穿过任意长距离之后到达地球 ， 我们可以合理推测他们均匀地分布在三个味道之间 ， 电中微子：μ中微子：τ中微子的比例为1:1:1.但取决于中微子形成的方式 ， 实际结果可能与预期的平均分布有着微小的偏差 ， 而这一微小的偏差则可以为我们提供中微子被生产的方式以及地点 。
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丰富的电中微子
2014年 ， 西班牙瓦伦西亚大学学者奥加·孟娜 ， 瑟吉欧·帕洛马尔斯-若伊兹和亚伦·文森特对冰立方从2010年至2012年的数据进行了一次独立分析 ， 他们的结论是最优的味道比例为1:0:0 ， 丰富的电中微子 ， 而没有任何μ中微子或τ中微子 。 如果这是真实的 ，那么这一出乎意料的结果意味着中微子经过了少见的衰变 ， 或者所被探测到的粒子和第四个只在假说中存在的中微子味道——惰性中微子 。 两种情况都将研究指向标准模型以外 ， 我们仍不熟知的物理领域 。
当三个不同味道的中微子与探测器发生反应时 ， 他们会生产更小的粒子 ， 这是冰立方工作的原理 。 但μ中微子和一小部分τ中微子会生产出一种高能量的渺子 ， 这种渺子会在穿过探测器时留下一串可见的脚印 。 “所以如果我们发现了这样的脚印 ， 我们能认出来所遇见的粒子是μ中微子或τ中微子 ， 但并不能分清具体是哪一个 ， ”加里·班德 ， 加利福尼亚大学伯克利分校物理学家 ， 冰立方实验团队的一员 ， 这样说道 ， “我们不能确定具体是哪一个味道造成了一个现象 ， 但我们可以对于更小粒子与足迹的分布做一个统计学分析 ， 并用此估计估计每个味道的多少 。 ”
至今 ， 班德与冰立方团队已研究了很大一部分冰立方的数据从2010年五月到2013年五月 ， 974天分别收集 。 其中包括137颗中微子的能量超过35TeV ， 并且均匀分布在三个味道之间 。 “无论我们如何调整实验设备 ， 得到完全电中微子是不可能的 ， 所以我们没有观测到这一现象 。 平均分布的三个味道明确的告诉我们新时代物理对宇宙中微子进行长距离运动的影响 。 ”班德说道 。 一支意大利的团队进行了相似的实验 ， 两位带队人弗兰西克·维桑尼与安德里亚·帕拉蒂诺在坐落于拉奎拉的格兰萨索科学研究所 ， 以及坐落于阿瑟吉的格兰萨索国家实验室进行研究 。 这个研究组织将目光集中在能量大于60TeV的中微子上 ， 研究结果也与传统天体物理学模型相符 。
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解开迷雾
班德告诉天文在线 ， “目前 ， 中微子味道比与均匀分布的假想相符 ， 而我们的器械并不足以探测到微小的偏差 ， 这些微小的偏差可以告诉我们是什么天体产出了这些中微子 ， 但这很快就会变化 。 ”他继续说道 ， 他的研究团队“认为在未来收集到的中微子味道分布数据会帮助我们解开中微子来源的谜团 。 ”
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班德还指出了一些非传统的理论 ， 这些理论预测了距离均匀分布更加遥远的偏差 。 “测量味道的分布可以给我们带标准模型以外的物理学 ， 但目前我们还没有任何这方面的证据 ， ”他说 。
维桑尼补充道 ， 冰立方还会测量中微子的能量级分布 ， 这对证明它们的来源提供了进一步的帮助 。 他指出：“未来冰立方的研究 ， 可以毫无疑问地指出这些中微子来自天体 ， 我们第一次发现了τ中微子 。 ”
作者: Tushna Commissariat
FY: mjr
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