威斯康星大学麦迪逊分校 冰立方探测器记录的Glashow事件的可视化
每个彩色圆圈显示一个由事件触发的冰立方传感器；红色圆圈表示较早触发的传感器，绿色蓝色圆圈表示较晚触发的传感器
这个活动被戏称为“绣球花”
“信用:冰立方协作 2016年12月6日，一种叫做电子反中微子的高能粒子从外太空以接近光速的速度撞击地球
3千兆电子伏(PeV)的能量
在南极冰盖的深处，它撞上了一个电子，产生了一个粒子，这个粒子迅速衰变为一簇次级粒子
这种相互作用被埋在南极冰川中的巨型望远镜——冰立方中微子天文台捕捉到了
冰立方曾经历过一次格拉肖共振事件，这是诺贝尔奖获得者物理学家谢尔登·格拉肖在1960年预测的现象
通过这次探测，科学家们为粒子物理学的标准模型提供了另一个证明
它还进一步证明了冰立方(IceCube)在基础物理方面的能力。冰立方利用嵌入在南极冰中的数千个传感器来探测几乎无质量的中微子
该结果发表在3月10日的《自然》杂志上
谢尔登·格拉肖在1960年第一次提出这种共鸣，当时他是丹麦哥本哈根的尼尔斯·波尔研究所的博士后研究员
在那里，他写了一篇论文，在论文中，他预测反中微子(中微子的反物质孪晶)可以通过一种被称为共振的过程，与电子相互作用，产生一种尚未被发现的粒子——如果反中微子有合适的能量的话
当提出的粒子——W玻色子在1983年最终被发现时，它的重量比1960年格拉肖和他的同事们预期的要重得多
Glashow共振需要一个能量为6的中微子
3 PeV，比欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机能产生的能量高出近1000倍
事实上，地球上目前或计划中的任何人造粒子加速器都无法产生具有如此大能量的中微子
但是太空中的天然加速器呢？星系中心超大质量黑洞的巨大能量和其他极端宇宙事件可以产生能量在地球上不可能产生的粒子
这种现象可能是6
3 PeV反中微子于2016年到达冰立方
电子反中微子在到达冰立方之前传播了相当长的距离，产生了格拉肖共振事件
这张图展示了它的旅程；蓝色虚线是反中微子的路径
(不按比例
)信用:IceCube协作 威斯康辛大学物理学教授、冰立方维护和运营总部、冰立方首席研究员弗朗西斯·哈尔曾说:“当格拉肖还是尼尔斯·玻尔的博士后时，他从来没有想到他提出的生产W玻色子的非常规提议会被来自遥远星系的反中微子变成南极冰。”
自冰立方于2011年5月开始全面运行以来，天文台已探测到数百个高能天体物理中微子，并在粒子天体物理学方面取得了许多重大成果，包括2013年发现了一个天体物理中微子流，2018年首次发现了一个天体物理中微子源
但是Glashow共振事件特别值得注意，因为它的能量非常高；这只是能量大于5 PeV的冰立方探测到的第三次事件
“这个结果证明了中微子天文学的可行性——以及冰立方的能力——这将在未来的多天体物理学中发挥重要作用，”克里斯蒂安·哈克说，他当时是亚琛工业大学的研究生，正在进行这项分析
“我们现在可以探测到毫无疑问源自地外的单个中微子事件
" 这个结果也开启了中微子天文学的新篇章，因为它开始将中微子从反中微子中分离出来
“以前的测量对中微子和反中微子之间的差异并不敏感，所以这个结果是对天体物理中微子流中反中微子成分的第一次直接测量，”本文的主要分析者之一陆璐说，他在分析过程中是日本千叶大学的博士后
威斯康辛冰立方粒子天体物理中心的助理科学家、另一位主要分析者袁天禄说:“天体物理中微子源有许多特性我们无法测量，比如加速器的物理尺寸和加速区的磁场强度。”
“如果我们能确定中微子与反中微子的比率，我们就能直接研究这些性质
" 冰立方冰内部分的示意图，包括86根弦，装有排列成三维六边形网格的5160个光传感器
信用:冰立方协作 为了证实这一发现，并对中微子与反中微子的比率进行决定性的测量，冰立方合作组织希望看到更多的Glashow共振现象
冰立方探测器冰立方第二代的一项扩展计划将使科学家们能够以一种具有统计学意义的方式进行这种测量
该合作机构最近宣布将在未来几年内对探测器进行升级，这是迈向冰立方第二代的第一步
现为波士顿大学物理学荣誉退休教授的葛拉秀，呼应了对葛拉秀共振事件进行更多探测的需要
“绝对可以肯定的是，我们应该看到另一个这样的事件，其能量与我们看到的完全相同，”他说
“到目前为止有一个，总有一天会有更多
" 最后但同样重要的是，这一结果证明了国际合作的价值
冰立方由来自12个国家53个机构的400多名科学家、工程师和工作人员运营，合称为冰立方合作
本文中的主要分析人员在亚洲、北美和欧洲共同工作
冰立方位于南极，等待看到来自宇宙的粒子
信用:余亚牧野，IceCube/NSF 瑞典乌普萨拉大学物理学教授、冰立方合作组织前发言人奥尔加·博特纳说:“这次事件的发现是另一个‘第一次’，再次证明了冰立方有能力提供独特而出色的结果。”
“冰立方是一个很棒的项目
冰立方的主要资助者、国家科学基金会极地项目办公室的项目官员弗拉基米尔·帕皮塔什维利说:“在短短几年的运行中，探测器发现了它所资助发现的东西——最高能量的宇宙中微子，它们在宇宙中的潜在来源，以及它们在多天体物理学中的辅助能力。”
美国国家科学基金会物理部的项目官员詹姆斯·惠特莫尔补充道:“现在，冰立方给科学家们带来了丰富的新宝藏，这是连理论家都没想到会这么快被发现的
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