遼寧
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翻譯：楊幸允
校對：牧夫校對組
編排：陳宏宇
后臺：朱宸宇
原文鏈接：https://phys.org/news/2026-07-cosmic-neutrino-surface-day-super.html
中微子：它們不帶電荷，像幽靈一樣穿透物質，而且質量極輕，以至于最初人們認為它們的質量為零。這些是讓中微子難以被探測的諸多特性之一。研究中微子需要建造規模龐大的地下觀測站，遠離可能淹沒其微弱信號的干擾源。位于日本岐阜縣地下1000米（3281英尺）處、名為“超級神岡”（Super-Kamiokande）的觀測站是全球規模最大的中微子觀測站之一。
超級神岡合作組首次發現了彌散超新星中微子背景（DSNB）存在的跡象；這是一種由宇宙歷史上眾多超新星爆發持續產生的中微子共同構成的累積中微子通量。這一國際合作組由來自60所大學和研究機構的約250名研究人員組成。此次成果是一項重要突破，為進一步揭示宇宙恒星形成歷史以及核合成（nucleosynthesis）過程提供了關鍵線索。
這項研究成果在加州大學歐文分校舉辦的2026年中微子物理與天體物理學第三十二屆國際會議上發布。
整個宇宙中，每秒都會發生數次超新星爆發。自宇宙誕生以來，這些超新星釋放出的中微子不斷在太空中傳播，并隨著漫長的宇宙演化逐漸累積，形成彌散的中微子背景。圖片來源：神岡觀測站（Kamioka Observatory）、宇宙射線研究所（Institute for Cosmic Ray Research）和東京大學（University of Tokyo）。
DSNB是自宇宙早期至今，所有核心坍縮超新星所釋放的中微子的總和。觀測DSNB將為定量揭示宇宙中的核合成和恒星形成歷史和檢驗理論模型提供一種確鑿的觀測手段。
然而，來自遙遠宇宙深處的中微子在傳播過程中已變得極為彌散，其信號異常微弱，難以被探測。進行這項觀測，就如同竭力聆聽那些銘刻在宇宙歷史長河中的超新星爆發所留下的“微弱低語”。
為了聽到這些“低語”，研究團隊對約5000天的觀測數據進行了詳細分析，綜合了兩個階段的數據采集結果；一個階段使用超純水，另一個階段則在超純水中添加了釓（以提高探測靈敏度）。
超級神岡探測器。添加釓之后，探測器能夠更有效地區分和探測來自反電子中微子的信號。圖片來源：神岡觀測站、宇宙射線研究所和東京大學。
超級神岡探測器利用一個裝有50000噸超純水的儲水罐以及地下安裝的約13000支光電倍增管，探測中微子與水相互作用時產生的切倫科夫光（Cherenkov light）。這樣規模的投入僅僅是為了有探測到中微子的可能性并最大限度地減少宇宙射線等背景噪聲。
最終，研究團隊在13.3至81.3 MeV的中微子能量范圍內發現了一個具有統計學意義的過量信號。該過量信號的顯著性為2.6σ（99.5%置信水平）。盡管該信號無法用隨機波動來解釋，但還未達到發現閾值（5σ或更高）。因此目前這一結果被是為DSNB存在的初步跡象，而非確鑿的探測證據。
東北大學助理教授蘆田洋輔（Yosuke Ashida）表示：“我們已經計劃將超級神岡的持續觀測數據及其后續探測器‘極神岡’（Hyper-Kamiokande）的結果結合起來，以進一步提高未來合作研究中的靈敏度。”
研究團隊預計，目前的結果將幫助我們更好地了解中子星和黑洞地形成過程和宇宙地化學演化。
對于這一結果，東京大學地副教授、超級神岡實驗發言人關谷洋之（Hiroyuki Sekiya）評論道：“觀測到全球首個彌散超新星中微子背景存在的跡象是一項意義深遠的成就。這也是自超級神岡項目啟動以來一直期待實現的目標。”
責任編輯：郭皓存
牧夫新媒體編輯部
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早上好，地球！
在這張來自國際空間站的照片中，在軌道日出期間，明亮的橙色陽光照亮了地球大氣層，該站在高加索山脈上空264英里。
圖片來源：NASA/Chris Williams
國際空間站
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