如果有一种粒子,此刻正以每秒数万亿个的数量穿过你的身体,而你却毫无感觉,你会不会觉得有点离谱?
事实上,这种粒子真的存在。
它们叫中微子。
物理学家给它起了一个非常形象的外号:
幽灵粒子。
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因为它们实在太擅长“隐身”了。
阳光挡不住它。
钢铁挡不住它。
高山挡不住它。
甚至整个地球,也挡不住它。
绝大多数中微子可以毫无阻碍地穿过地球,从一侧钻进去,再从另一侧飞出来,整个过程仿佛地球根本不存在。
就在你读这篇文章的几秒钟里,已经有数万亿个中微子穿过了你的身体。
而你什么感觉都不会有。
从138亿年前宇宙诞生开始,这些粒子就一直在宇宙中游荡。
它们见过第一批恒星点亮黑暗宇宙。
见过银河系诞生。
见过太阳形成。
也见过地球出现生命。
某种意义上说,中微子就像宇宙留下来的活化石。
如果我们能够彻底读懂它们,也许就能窥见宇宙最早期发生过什么。
问题在于,这些家伙太难抓了。
科学家研究了它们将近一个世纪,直到今天,对它们的了解依然十分有限。
而最近,一个重要进展出现了。
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位于广东江门地下700米深处的JUNO探测器公布了首批科学成果。
虽然这些数据只来自两个月的运行时间,但已经获得了目前最精确的中微子振荡测量结果之一。
对于普通人来说,这听起来似乎没什么特别。
但对于粒子物理学界来说,这意味着一个困扰了几十年的问题,终于开始露出答案的轮廓。
因为中微子身上藏着一个至今仍未解开的谜团:
它们到底有多重?
这个问题听起来很简单。
实际上却让全世界物理学家头疼了几十年。
如果把电子比作一头大象,那么中微子的质量连一粒尘埃都算不上。
它们轻得不可思议。
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轻到科学家至今都无法准确测出它们的真实质量。
更麻烦的是,中微子还会“变脸”。
目前已知存在三种不同类型的中微子。
电子中微子。
缪子中微子。
陶子中微子。
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它们就像同一个演员的三种身份。
最诡异的是,当中微子在宇宙中飞行时,它会不断在这三种身份之间切换。
出发时是电子中微子。
飞了一段距离后变成缪子中微子。
再飞一段距离又可能变成陶子中微子。
这种现象被称为中微子振荡。
听起来有点离谱。
但它是真实存在的。
而且已经被多个实验反复验证。
正是因为这种振荡现象的存在,科学家才意识到一个惊人的事实:
中微子并不是完全没有质量。
因为如果质量为零,它根本无法完成这种变身。
问题来了。
既然有质量,那么三种中微子究竟谁更重?
谁更轻?
目前科学家已经知道它们之间存在质量差异。
但真正的质量排序却一直没有确定。
有人认为两种较轻,一种较重。
也有人认为两种较重,一种较轻。
看似只是排列顺序不同。
实际上却关系到整个粒子物理学乃至宇宙学的发展方向。
而JUNO建造的主要目标之一,就是解决这个问题。
为了抓住这些神出鬼没的幽灵粒子,科学家采取了一个看似简单粗暴的方法:
把实验室埋进地下。
700米深。
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相当于230多层楼的高度。
因为地表到处都是宇宙射线。
各种高能粒子像暴雨一样不断轰击地球。
如果把探测器放在地面,中微子的信号很快就会被这些噪声淹没。
于是科学家利用厚厚的岩层作为天然屏障,在地下建造了一座巨型实验室。
JUNO的核心是一个巨大的球形探测器。
内部装有两万吨液体闪烁体。
周围安装着数万个超高灵敏度光电探测器。
整个装置看上去像一个悬浮在地下洞穴中的巨型发光星球。
它唯一的任务,就是等待。
等待某个中微子偶然撞上里面的原子。
因为绝大多数时候,中微子会直接穿过去。
什么都不会发生。
但偶尔。
极其偶尔。
某个反中微子会与探测器中的粒子发生碰撞。
瞬间释放出一道微弱闪光。
这道闪光,就是科学家寻找中微子的唯一线索。
(参考:Measurement of reactor neutrino oscillation with the first JUNO data,
Nature
(2026).
DOI: 10.1038/s41586-026-10538-z)
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