捕捉中微子：奶壺大探測器也能辦

　　現有中微子探測器都是埋在地下的數千噸龐然大物，它們才能隔絕宇宙射線等背景干擾，觀測到足夠數量的中微子。

　　 日前出版的《科學》雜志刊登論文稱，美國科學家利用只有奶壺大小的探測器，首次捕捉到中微子與原子核間相干性散射，完成了那些巨型探測裝置多年來苦苦追尋未果的重要目標，從實驗上驗證了40多年前提出的一項物理學理論。

　　 1974年，麻省理工學院理論物理學家丹尼爾·弗雷德曼提出了中微子—原子核相干性彈性散射理論，認為中微子和其他量子粒子一樣具有波粒二象性。也就是說，中微子波長會隨著粒子能量而變化，當其處于高能狀態時，只與某個質子或中子發生相互作用；而當其處于低能狀態時，就會與包含所有質子和中子在內的整個原子核發生相干性作用，中微子從原子核彈回，從而發出可以檢測到的信號。

　　 幾十年來，物理學家們一直在試圖利用核反應堆找到這種彈性散射效應，但一無所獲。杜克大學物理學家凱特·斯格爾伯格解釋說，從質量大小來說，中微子好比乒乓球，原子核好比保齡球，用中微子彈射原子核，就如同用乒乓球撞擊保齡球，你能看到保齡球滾動嗎？而要驗證弗雷德曼的理論，需要檢測到原子核被中微子反彈。

　　 此次，斯格爾伯格和另外80位科學家共同組建的實驗組，終于首次探測到中微子—原子核相干性散射。

　　 他們利用摻雜鈉的碘化銫晶體制成奶壺大的高靈敏探測器，對橡樹嶺國家實驗室散裂中子源（SNA）裝置產生的中微子進行了檢測。

　　 當中微子通過時，碘化銫晶體內的原子核會發生反彈，哪怕信號只有一點點，碘化銫晶體也能產生可以檢測到的閃光。在461天的實驗數據中，他們總共觀測到了134次中微子散射事件。

　　 費雷德曼接受媒體采訪時表示：“真的太激動了。43年了，我的理論終于得到了實驗驗證。”