科学家首次借助中微子为地球“称重” 有望发现暗物质“芳踪”

科学日报，北京，11月6日(记者刘霞)——根据英国双周刊《科学新闻》网站5日的报道，中微子是可以直接穿越整个地球的亚原子粒子。身材矮小也有很大的能量。现在，物理学家第一次用中微子来测量地球的质量，并探测到地球内部的状况，研究从地壳到地核的密度变化。

科学家用中微子来测量地球的质量和每一层的密度。图片来源:英国科学新闻双周刊网站

西班牙细粒子研究所的三名物理学家在5日出版的《自然物理学》杂志上报道说，科学家通常通过量化地球的重力和研究穿透地球的地震波来确定地球的质量和密度。现在，他们只使用中微子来完全独立地测试地球的属性。利用南极冰立方中微子观测数据获得的新结果与传统的测量结果一致。

在最新的测量中，研究人员对高能中微子进行了详细的观察。当来自太空的质子和其他高能粒子撞击地球大气层时，就会产生高能中微子。它们可以穿过整个地球，但有时它们会被分解成原子核并被吸收。高能中微子停留的频率揭示了它们穿过的物体的密度。

从不同角度到达“冰块”探测器的中微子将显示地球的不同层。例如，来自北极的中微子将在到达南极之前穿过地壳、地幔和地核。但是从另一个角度到达探测器的中微子可能只穿过地壳。通过从不同角度测量中微子的数量，研究小组推断出地球不同部分的密度，最终得到地球的“重量”。

尽管最新的方法没有产生任何关于地球的新发现。然而，研究人员指出，这种方法有望帮助科学家澄清地球的所有质量是否都来自普通物质。也许部分质量是由于某些物质避开了中微子，比如暗物质。科学家认为暗物质的存在是为了解释他们在测量其他星系时观察到的质量损失。这样，中微子可以帮助物理学家确定地球上是否存在这样的暗物质。