钱达·普雷斯科德-温斯坦（Chanda Prescod Weinstein）
新罕布什尔大学物理学和天文学副教授
中微子有时被称为“幽灵粒子”，和电子一样是基本粒子，不能被分解成更小的部分。它们的自旋与电子的自旋具有相同的值。不过，两者之间存在根本性的差异。电子带电荷，因此与物质会有强烈的相互作用，而中微子则不带电荷，因此它们几乎不与任何物质相互作用，所以被称为幽灵。当你阅读这篇文章时，大约有6000万亿中微子正在穿过你的身体。但它们不会停留，因为我们对中微子来说是透明的。
中微子有三种：电子中微子、μ子中微子和τ子中微子。我们对中微子的了解不多。中微子获得质量的方式仍然是粒子物理学的一个重要谜团。我们甚至不确定其质量是多少，只知道它们非常轻，以至于有一段时间，我们怀疑中微子可能完全没有质量，而这意味着它们能够以光速飞行。我们现在知道，虽然中微子可以接近这个最大速度，但依然会因为其质量而减速。
中微子非常特殊，因为它们的“身份”可能会随着时间推移而改变。电子中微子不一定永远是电子中微子，它可能在某个时候变成μ子型或τ子型。换句话说，中微子并非三元对立，而是在三种可能的状态之间振荡并混合。
中微子本身可能是个谜，但它们可以让人类洞察其他宇宙问题。事实上，在观测宇宙时，中微子已经成为光子的重要替代物，因为恒星、黑洞吸积盘和超新星等现象都会发射中微子。
对这些宇宙中微子的搜索偶尔会产生非常令人兴奋的结果。2025年2月，欧洲立方千米中微子望远镜（KM3NeT）项目的科学家宣布，他们已经发现了220 PeV（1 PeV=1015 eV）中微子的证据，这是迄今为止发现的能量最大的中微子。如此高的能量可与中子星周围的能量环境相媲美。中子星是宇宙中仅次于黑洞的第二类致密天体。相比之下，过去对中微子的测量“仅”在10 PeV左右。而这个新发现的中微子能量是原来的20倍。
KM3NeT并没有直接捕获中微子，因为正如之前提到的，这些粒子很难被我们获得。取而代之的是，探测器捕获了一个能量非常大的μ子，这是另一种基本粒子。利用对中微子和μ子相互作用的理论的理解，研究人员能够重建μ子的生成路径。最可能的情况是，μ子是由220 PeV的中微子与其他基本粒子碰撞而产生的。
这一发现提出了新的问题。因为这些中微子的能量异常大，它们的起源可能与我们看到的其他宇宙中微子不同。很少有宇宙环境具备创造这种能量的条件，这表明它们可能诞生在一个特别大的黑洞附近，那里有一个非常活跃的吸积盘。
KM3NeT的探测结果令人充满期待，因为我们可能利用中微子获得有关超大质量黑洞的信息。同时这也验证了一个30年前的猜想，即通过这类黑洞更好地理解中微子的非三元性。这提醒我们科学研究工作需要耐心和坚持。而中微子则提醒我们，“身份”转换是一种自然现象。这些转变是如何发生的，以及为什么发生……这些问题帮助我们认识到，当我们对所有的可能性都乐于讨论时，就能够更深入地探索和理解宇宙。
——王晓涛编译自New Scientist