科學家利用中微子在地心探測暗物質。
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探測來自地心的中微子。IceCube Collaboration
地心若是湮滅那我們就完了。但地心有什麼東西在那裡湮滅卻是有可能的。
天文學家在觀測宇宙的過程中發現了許多無法解釋的現象，比如星系的轉速超過了它自身的承受能力，集結成群的星系以超越自身能力的方式扭曲了遙遠的星光，宇宙形成時留下來的微光中存在著不能解釋的波動……等等。天文學家稱這些神秘現象背後的共同推手為暗物質。
但是到目前為止人類只能在宏觀尺度上觀測到暗物質活動的跡象。暗物質在當前通行的粒子物理模型中沒有一席之地。迄今為止沒有人能夠發現組成暗物質的微觀載體，也沒有人能夠在我們熟悉的日常環境中探測到暗物質帶來的效應。
然而從某種意義上來說，暗物質的這種特性意味著我們距離證實它或者推翻它，都只有一步之遙。
科學家正在致力於探測暗物質。比如位於南極的冰立方中微子天文台，雖然不能直接探測暗物質，但是最近發布的一個結論卻與暗物質有關。
冰立方能夠探測中微子。中微子是一種質量極小的粒子，能夠穿透幾乎一切，被視為粒子界的幽靈。而暗物質的主流假說認為，暗物質粒子能夠互相湮滅並釋放出中微子。
該假說認為，暗物質是由本身質量很大，基本只在彼此之間相互作用，而很少與常規物質粒子相互作用的粒子組成的。這些粒子被稱為弱相互作用大質量粒子，它們中有一些可能會隱藏在我們地球的中心。
弱相互作用大質量粒子如果存在，它們在與大質量的天體——比如行星或恆星發生碰撞後會發生減速，一部分粒子會被該天體的核心俘獲。
如果是這樣，那麼隨著時間的流逝，被囚禁在天體核心的這些粒子會越來越多，它們有越來越高的機率在相互碰撞中湮滅，並在衰變後釋放出中微子。
而這如果也成立，那麼我們就可以發現，來自天體——比如地球核心的中微子數量，會比來自宇宙其餘部分的多。
冰立方最近公布的，就是針對來自地心方向中微子數量的探測結果。
令人遺憾的是，此次冰立方並沒有發現來自地心的中微子數量有異。基於冰立方傳感器本身的特點，研究人員謹慎地認為，可以有效地排除存在質量大於100GeV弱互作用大質量粒子的可能性。也就是說，宇宙間可能並不存在質量相當於100個質子以上的暗物質粒子。這一結果也符合其它相關研究的結論。
但是這一結果並不排除宇宙間存在較低質量弱互作用大質量粒子的可能。冰立方正計劃升級，以提升其探測靈敏度，以其在未來獲得探測較低質量弱互作用大質量粒子的能力。
不可否認的是，當前主流暗物質假說中可供檢驗的選項已越來越少。針對暗物質這種不可解釋的神秘現象，人們準備好認真考慮其他可能性了麼？
弱相互作用大質量粒子可能會發生湮滅和衰變。Gao Linqing / Lin Sujie
參考
Search for dark matter annihilations in the center of the Earth with IceCube
https://arxiv.org/abs/2308.02920
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