“在那個年代，探測到任何太空中微子本身就是一個偉大的勝利，而戴維斯探測器的成功開創(chuàng)了宇宙研究的一個新分支——中微子天文學。
迄今中微子天文學的大多數(shù)研究涉及的是太陽中微子。
太陽內部產生的大量中微子洪水般漫過地球并穿透地球球體。
中微子對普通物質的存在簡直不屑一顧。”
虛妄看著他們說道。
“怎么說？”
四號問道。
“如果一束像太陽內部產生的那種中微子穿過厚度為1?000秒差距的實心鉛板，也只有一半會被沿途遇到的鉛原子核俘獲。”
虛妄說道。
“為什么？”
四號問道。
“由于中微子如此不愿意同其他形態(tài)物質，包括探測器相互作用，所以儀器必須十分靈敏。
但靈敏的儀器必須屏蔽起來以避免其他粒子如宇宙線的干擾。
所以，中微子望遠鏡都放在深礦井或山底隧道中，利用它上面的密實巖層擋住討厭的粒子。”
虛妄說道。
“那中微子望遠鏡在其他方面和傳統(tǒng)望遠鏡有什么不一樣？”
四號問道。
“你們要知道，像利克天文臺120英寸反射望遠鏡那樣的儀器，其重要部件不是支撐鏡面的重達50噸上下的鋼鐵構架。
真正重要的只是一點點與光子發(fā)生實際相互作用的物質，也就是鏡面上的薄薄一層閃閃發(fā)亮的鋁膜。
這層以正確方式安放在高山之巔的總量僅僅1立方厘米的鋁，就是你研究天體光線所需要的全部。”
虛妄說道。
“你還有沒有說的，雖然120英寸望遠鏡的反射鏡表面只鍍有1立方厘米的鋁，但裝載戴維斯探測器工作物質的那個驚人巨大的鋼制容器。
這個容器和奧林匹克運動會的游泳賽池一樣大，這個容器的內表面則鍍有超過40萬升的全氯乙烯。
要想研究中微子，就需要把這整個工作表面正確安放在大山之下或深礦井之中。”
五號補充道。
“然后呢？”
楚云問道。
“沒有任何在然后就是1960年代末之后，戴維斯探測器實際記錄的太陽中微子與容器中的氯原子相互作用事件，平均起來大約是每兩天一次。
這一記數(shù)率是這類儀器正常運轉時的典型值。
它相當于研究特定類星體的光學天文學家每兩天只能看到一個光子。”
五號說道。
“后來發(fā)生了什么？”
楚云繼續(xù)問道。
“戴維斯探測器獲得成功后，其他專用于中微子天文學研究的探測器接踵而來，其中有些使用鎵作為工作物質。
此外，為其他研究目的設計的粒子探測器也被證明可記錄來自太空的中微子。”
五號說道。
“比如鬼子的神岡中微子探測實驗，那樣的探測器本來是為探查質子的放射衰變產生的中微子。
這種衰變從未觀測到，但該探測器的靈敏度使它得以探查出與容器中水分子的電子相互作用的宇宙中微子。”
虛妄說道。
“如果我記得沒有錯的話，其他給過的都是根據(jù)電子散射效應設計的探測器。”
李思特說道。
“你忘記了，各種新型的探測器在整個地球，他們度在努力的建造。”
四號說道。
“不說這些，我知道就太陽中微子而言，由于不同的探測器工作在不同的能段，開始時情況有點混亂。”
五號看著他們說道。
“為什么？”
四號問道。
“一開始，科學家們不清楚不同的探測器是否彼此相符，但在運轉了幾年以后，對于到達我們這里的太陽中微子數(shù)量和類型的看法已經(jīng)比較一致了。
但這仍然和理論家的預言不完全相符，盡管差異已不像戴維斯探測器最初表明的那樣大。
然而，往往強調得不夠的是，即使考慮到現(xiàn)有的不確定性和觀測與理論之間可能的小差異，太陽中微子的觀測結果總的說來與理論預言是符合的。”
五號說道。
“五號你要知道，我們這里談的不是那些要求全面重建理論模型的觀測，而是可能提出對理論進行小改動，比如微調的細微差別。”
虛妄提醒道。
“怎么說？”
楚云問道。
“比如，基本圖像是與太陽核心部分約開氏1?500萬度溫度下，提供能量以使太陽發(fā)光的那些核聚變反應相符合的。
這是理論和實驗的雙重偉大勝利。
然而，中微子天文學真正成熟的標志，是世界上的好幾具探測器記錄了與超新星1987A爆發(fā)有關的中微子脈沖。”
五號說道。
“這顆超新星有什么影響嗎？”
楚云問道。
“這顆超新星是1987年2月23日在地球上通過可見光觀測發(fā)現(xiàn)的，但那天看到的光是產生該超新星的恒星爆發(fā)時從大麥哲倫云出發(fā)。
在太空已經(jīng)旅行了16萬多年才抵達我們這里。”
五號說道。
“然后呢？”
李思特問道。
“然后，針對這一想象，科學家們對當時正在運轉的世界各地中微子探測器的記錄進行分析后，證明有一個中微子脈沖正好早于超新星的光到達地球。
對這一現(xiàn)象的解釋是，來自那顆臨死恒星的中微子產生于星體核心部分坍縮之時，這大概是坍縮釋放的能量能夠炸開恒星外層并發(fā)出眩目的可見光之前3小時。
只要中微子探測器在合適時間運轉，它們就能預報超新星的爆發(fā)。”
五號說道。
“不過中微子探測器因為不具備方向性，所以無法告訴光學天文學家應該把他們的望遠鏡指向何方。”
虛妄說道。
“為什么？”
楚云問道。
“由于探測器計數(shù)率很低以及需要觀測相當長一段時間才可能有所收獲，中微子望遠鏡通常是每次連續(xù)運轉幾天，然后再分析相關數(shù)據(jù)。
但發(fā)現(xiàn)那顆超新星后，這種常規(guī)工作模式被打破，馬上對前一天的數(shù)據(jù)進行了分析。
只有兩個探測器當時正好按照工作時間表運行，而且它們的靈敏度足以檢測那顆超新星的中微子。”
五號問道。
“然后，神岡中微子探測實驗研究組在13秒鐘內探查到一群共11次中微子事件，不過其中大多數(shù)出現(xiàn)在頭一秒鐘。
俄亥俄州克利夫蘭附近一具類似探測器，在6秒鐘內探查到8次事件。
如此多的中微子在幾秒鐘內到達這一事實，對中微子的質量施加了嚴格的限制。”
虛妄提醒道。
“怎么說？”
李思特問道。