位于地中海的KM3NeT中微子望远镜近期探测到一枚能量超过100拍电子伏特的超高能中微子事件,创下同类观测的能量纪录。然而,位于南极、规模更大的“冰立方”望远镜在更长的观测期内并未捕捉到类似信号,这一显著差异引起科学界高度关注。俄克拉荷马州立大学研究团队近期在《物理评论快报》发表论文指出,该异常可能源于中微子与地球物质相互作用过程中潜在的、超出标准物理模型的新物理机制。

科学家分析认为,关键因素在于中微子穿越地球介质的距离差异。抵达KM3NeT探测器的中微子穿过了约150公里的地壳与海水,而到达“冰立方”探测器的同类粒子仅穿过约14千米的冰层。更长的物质穿越路径可能激活标准模型无法描述的过程,例如假设存在的“惰性中微子”在物质作用下转化为可探测的“活性中微子”。这种物质增强的转化效应能够解释为何KM3NeT观测到信号而“冰立方”没有。
研究团队探讨了两种包含惰性中微子的理论模型,均能解释观测异常。该工作不仅为单个超高能事件提供了物理上合理的解释框架,更揭示了利用极高能中微子探索超越当前加速器能量尺度基础物理的新途径。随着KM3NeT与“冰立方”未来积累更多数据,科学家将可进一步检验相关理论假设,有望推动对中微子本质及其与物质相互作用的全新理解。