每秒都有数百亿个中微子从手掌间飞过,这些肉眼不可见的粒子能毫无阻碍地穿过一光年厚的铅板,捕捉它们难度极大,曾被视作如同试图将阳光装进口袋。直至今年夏天,情况出现转变。
在瑞士,一组物理学家捕捉到了难以捉摸的中微子现象。他们借助一个饭盒大小的探测器,“看到”反应堆发出的中微子对原子核产生轻微推动作用,这一过程就如同听到蚊子落在坦克上的声音。
该发现基于“相干弹性散射”现象。打个比方,一个中微子撞击静止的锗原子核,如同撞击乒乓球,几乎无法使其移动,这股“踢”的能量仅够移动一粒尘埃。但位于反应堆20米外、重达3公斤的CONUS +探测器,在119天里记录了395次可疑的“踢”,这一具统计学意义的数字表明中微子已被成功捕捉。
这一成果带来了意想不到的实际应用。基于该技术的紧凑型探测器可远程监控核电站运行,无需打开保护壳就能确定反应堆中铀的“燃烧”量,对核检查人员而言如同给核电站做X光检查。不过,这也存在弊端,同样的原理可成为地下核计划监控系统的基础,物理学家开玩笑称,如今朝鲜也难以隐藏反应堆,中微子会将其揭露。
更重要的是,研究中微子并非聚焦于中微子本身,而是它们能揭示宇宙规律。当前物理学标准模型存在诸多空白,无法解释一切现象。科学家期望研究中微子散射能帮助发现异常,找到暗物质或额外维度存在的线索。正如研究的一位作者所说,这就像一生聆听交响乐却未注意到乐器跑调,如今物理学家有了新的“助听器”。