「幽靈粒子」打破能量紀錄！威力超越大型強子對撞機1.6萬倍

天文學界迎來震撼性突破！國際科學團隊利用KM3NeT望遠鏡，偵測到能量等級驚人的超高能微中子，其威力竟是歐洲核子研究組織（CERN）大型強子對撞機（LHC）最強粒子對撞的1.6萬倍。這項發現為解開宇宙極端現象之謎，開啟了全新視窗。

2023年2月13日，由德國波昂馬克斯·普朗克電波天文研究所等機構組成的團隊，透過這座位於深海、規模達一立方公里的觀測站，成功捕捉到這個破紀錄的微中子訊號。這種被暱稱為「幽靈粒子」的基本粒子，質量近乎零、不帶電荷，極少與物質相互作用，卻能揭露宇宙中最劇烈能量現象的奧秘。

KM3NeT計畫前副發言人羅莎·康尼利昂解釋：「微中子就像特殊的宇宙信使，由於它們能穿透大多數物質，我們特別利用海水作為探測介質。」當高能微中子與水中的原子核相互作用時，會產生帶負電的緲子（μ子），其高速移動會產生類似超音速飛機音爆的「切倫科夫輻射」光錐。

這座革命性望遠鏡由230條垂直串列構成，每條串列裝配18個球形光學模組，猶如珍珠項鍊。每個模組內含31個光電倍增管，能放大來自各方向的微弱閃光。法國國家科學研究中心（CNRS）研究員、時任KM3NeT發言人帕斯卡·科伊爾強調：「這次在數百PeV（千兆電子伏特）能量範圍的首度偵測，標誌著微中子天文學的新紀元。」

科學家推測，這個超高能微中子可能源自超大質量黑洞或超新星爆炸等宇宙粒子加速器，也可能是首度觀測到的「宇宙生成微中子」——當宇宙射線與宇宙微波背景輻射相互作用時產生的極高能粒子。馬克斯·普朗克研究所的尤里·科瓦列夫指出：「我們正嘗試串聯宇宙射線加速、微中子產生與黑洞角色之間的關聯。」

目前同型別的ANTARES微中子望遠鏡已偵測過來自太空的高能微中子，阿根廷皮埃爾·奧傑觀測站則透過1600個水槽探測大氣層中的次級粒子簇射。KM3NeT團隊由22國、68個機構的360多位專家組成，旗下兩座深海探測器——西西里外海的ARCA與法國土倫附近的ORCA，正持續解鎖宇宙最劇烈事件的秘密。

這項刊登於《自然》期刊的突破性研究（DOI:10.1038/s41586-024-08543-1），獲得歐盟「地平線歐洲」計畫支援。德國多個機構透過MuSES計畫，在連結微中子觀測與其他宇宙訊號方面扮演關鍵角色。不過科學家坦言，要確認這顆破紀錄微中子的確切來源，仍需更多觀測資料佐證。