上周，在欧洲核子研究中心大型强子对撞机工作的一个物理学家小组宣布，该设施有史以来第一次探测到中微子，这是一些最小的、相互作用最弱的粒子，迄今已被证实存在。

中微子在宇宙中基本上是无所不在的，但只有在适当的条件下，它们才会与普通物质发生作用。当你阅读这句话时，数以万亿计的中微子正穿过你的身体。但是为了真正 "看到 "这些粒子，物理学家必须在极其孤立的条件下建造大规模的探测器。

例如，中微子探测器曾被埋在一英里深的冰层中，或被淹没在世界最深的湖泊中。但是最近的检测--上周发表在《物理评论D》上--颠覆了这个剧本，因为它是第一个从对撞机中出来的检测。

"研究报告的共同作者、加州大学欧文分校的物理学家乔纳森-冯在一份新闻稿中说："在这个项目之前，从来没有在粒子对撞机上看到过中微子的迹象。"这一重大突破是朝着更深入了解这些难以捉摸的粒子及其在宇宙中发挥的作用迈出的一步。

这些粒子是由大型强子对撞机上的一个名为FASER的乳化液探测器的试运行检测出来的，这是一个粒子物理实验。乳化液探测器是寻找超小粒子的一种方式，比如构成暗物质的未知物质。

"事实证明，最具能量的中微子是沿着光束线产生的，"冯在一封电子邮件中告诉Gizmodo。"这些中微子最有可能发生相互作用，因此通过将FASER放置在光束线上，我们能够捕捉到一些中微子，尽管FASER是一个非常小的探测器。"

FASER试验探测器是由交替的铅板和钨板（分别为101块和120块）组成的，每块都包含相应数量的乳化膜。由大型强子对撞机中的反应产生的中微子砸向FASER中的重金属核，在乳胶层上留下它们存在的痕迹。

冯说，该实验的未来 "肯定是乐观的"，FASER的成功表明该团队正走在正确的道路上。"在许多科学领域，第一次实验检测到几个粒子，第2次实验再检测到几个，第3次检测到足够做精确测量的粒子，"冯说。"这一结果意味着，我们预计在未来几年内将快速连续通过所有3个阶段。到2024年，我们应该在大型强子对撞机上检测到10000个中微子，看看它们告诉我们什么将是令人兴奋的。"

FASER是FASERnu的前身，这是一个计划中的实验，它将比目前的试点更具有反应性和辨识性。除了研究高能中微子的相互作用，FASERnu还被设计用来寻找新的弱耦合基本粒子和暗物质候选者，如暗光子。

"鉴于我们新探测器的威力和它在欧洲核子研究中心的主要位置，我们预计在2022年开始的大型强子对撞机的下一次运行中能够记录超过10,000次中微子相互作用，"加州大学欧文分校的物理学家、FASER的共同领导和新论文的共同作者David Casper在同一新闻稿中说。"我们将探测到有史以来由人造来源产生的最高能量的中微子。"

FASERnu今年正在大型强子对撞机上安装，并将于明年开始收集数据，与对撞机的第三次运行相吻合。FASERnu还将包括有关其探测到的中微子种类以及它们的味道的数据。到2024年，大量消失的小粒子以及关于其身份的新细节都将被记录下来。