我承認。我偏愛中微子。我一直都是如此。
中微子是所有已知粒子中唯一具有空靈特性的粒子，這種特性既引人注目又充滿浪漫色彩，足以激發約翰·厄普代克創作詩歌，並促使科學家團隊在地下50年建造巨大的科幻般的裝置來解開它們的奧秘。
每時每刻，每秒鐘都有超過60000億個來自太陽內部核反應的中微子呼嘯穿過我的身體，幾乎所有中微子都會毫無阻礙地穿過地球，這總是讓我感到驚歎。但我更驚訝的是，儘管它們如此虛無縹緲，我們仍然可以探測到它們、探測它們並解開它們的奧秘。
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這就是為什麼在我作為一名執業物理學家的30多年裡，我的研究不斷回到這些令人驚歎的粒子上。在過去的幾個月裡，中微子再次以非常私人的方式提醒我，大膽的科學如何讓我們的想象力變得如此大膽。
26年前，已故的雷蒙德·戴維斯（Raymond Davis Jr.）對太陽中微子的卓越實驗探測鼓舞了我們，我和幾位同事開始思考中微子的其他自然來源。其中一個來源就在我們腳下，字面意義上的腳下。放射性元素有時會產生反中微子（中微子的反粒子），當我們計算地球上所有被認為存在的放射性物質可能產生多少這樣的反中微子時，這個數字幾乎與小能量範圍內的太陽中微子通量一樣大。但是，當我們試圖思考探測這些粒子（正如我開始學習一點地球物理學時所認識到的，這可能會揭示很多關於地球構成的資訊）的方法時，我們也意識到這將比戴維斯探測太陽中微子（這已經非常困難了）要困難得多。因此，我們寫了論文，認為這樣的研究永遠不會完成。
但我們也提出了一個更深奧的來源。我們知道，當恆星以超新星形式爆炸時，爆炸中應該有比發射光多10000倍的能量進入驚人的中微子爆發。我們還知道，天體物理學的論證表明，每個星系每世紀大約會有一顆恆星爆炸。儘管當時沒有人測量過來自這種爆炸的中微子，也沒有辦法直接觀測星系中非常小的假定超新星爆發率，但我們仍然決定估算宇宙歷史上所有爆炸恆星應該到達地球的中微子通量。我記得當時我想，這肯定是我可能做出的最不切實際的估計。
快進到今天。今年，義大利格蘭薩索的 Borexino 探測器（一種旨在捕獲太陽中微子的巨型液體閃爍計數器）報告稱觀測到了來自地球的“地球中微子”（來自其他背景的可能性小於萬分之一），證實了日本早些時候一項稍微更不確定的結果。觀測到的速率與關於地球內部的那些間接的和理論的地球物理學論證的估計非常吻合。
與此同時，日本的儀器——巨大的 5 萬噸超級神岡探測器 (Super-K) 水中微子探測器——提高了靈敏度，能夠每年探測到甚至單個超新星反中微子誘發事件，這與我們一代人之前隨意估計的宇宙背景速率非常接近。值得注意的是，在過去的這段時間裡，1987 年在銀河系邊緣發生的超新星爆炸中微子被觀測到，而複雜的成像和資料分析技術現在使我們能夠探測到遙遠星系中的超新星，從而改進我們對其頻率的瞭解。事實證明，Super-K 應該探測到反中微子事件的預測速率與我們最初的粗略估計驚人地一致。
我曾經非常懷疑我們是否能夠探測到這些東西，或者曾經激勵我們做出看似科幻小說的推測的對基礎物理學的信念是否會被如此證實。它讓我們認識到科學的真正力量，即探索我們周圍隱藏宇宙中迄今為止無法想象的領域——一個並非由鬼魂和靈魂組成，而是由更有趣的物體組成的宇宙。