6.每秒有數十萬億個中微子穿過我們的身體

在世界范圍內，日本的神岡探測器（Kamiokande）首次捕捉到了來自宇宙的中微子。這個巨大的實驗裝置位于岐阜縣神岡礦山的地下1000米處，主要由蓄積了3000噸純水的水箱和1000個光電倍增管組成。

宇宙中有大量中微子會到達地球，每秒約有數十萬億個中微子穿過我們的身體。中微子與其他物質幾乎不發生任何碰撞和反應，可以直接穿透物質而行，因此確認這種粒子的存在是極其困難的。但是，神岡探測器于1987年2月在蓄積了大量純水的水箱中，檢測到了與水中電子發生碰撞的中微子。雖然這次檢測到的中微子僅有11個，但已經可以說是碩果了。這也能側面反映出捕捉中微子的難度極大。

神岡探測器捕捉到的這11個中微子，產生于大麥哲倫云中的超新星爆炸。這次超新星爆炸釋放出了亮度超過整個星系的光。然而，這么亮的光，其能量也僅為這次超新星爆炸產生的總能量的1%。中微子則占據了超新星爆炸產生能量的99%。正因為這次超新星爆炸釋放了如此多的中微子，神岡探測器才能捕捉到其中的11個。另外，超新星爆炸產生大量中微子這件事也向我們訴說了一個秘密，即發生爆炸的超新星與地球和太陽一樣，也都是由“原子”構成的。

小柴昌俊也因這一成果而獲得了2002年的諾貝爾物理學獎。順便介紹一下，發生爆炸的超新星與地球相距16萬光年，而中微子是以光速傳播的，因此，這11個中微子經歷了16萬年的旅行才抵達神岡探測器。其實，當時小柴昌俊馬上就要退休了，而這些中微子在他退休前的一個月到達了地球，這真是令人驚嘆的好運。

另外，在這一發現的數月前，維護人員剛好將神岡探測器中蓄積的純水清潔干凈。如果純水不夠干凈的話，就會有大量的噪聲進入光電倍增管，導致無法辨別中微子。因此，如果沒有那次純水的清潔作業，小柴昌俊可能也無法獲得諾貝爾獎。

此外，此次發現還有一個很有意思的小插曲。當時實驗團隊中有一名研究生，周圍的人曾開玩笑說：“只要這家伙在這里，實驗似乎就不順利?！碑斏駥綔y器捕捉到中微子時，這名研究生也剛好不在實驗現場（笑）。這一重大發現，似乎是受到了幸運女神的各種眷顧。

如果沒有這次發現，那么下一個重大實驗項目“超級神岡探測器”（Super-Kamiokande）的預算可能難以獲批。神岡探測器的蓄水量為3000噸，超級神岡探測器的蓄水量則為5萬噸，內壁上的光電倍增管也增加到了11 200個。下次超新星爆炸時，超級神岡探測器可以一次捕捉到幾千個中微子。

不僅如此，超級神岡探測器或許還能捕捉到大量中微子到訪地球時突然消失的瞬間。實際上，現在超級神岡探測器的主要任務之一就是觀測這一現象。如果超新星爆炸后形成了黑洞，那么爆炸中產生的中微子也無法逃出黑洞。因此，如果捕捉到中微子突然消失的瞬間，那么就能確定超新星爆炸后形成了黑洞。

雖然不知道什么時候才能觀測到那種現象，但超級神岡探測器在其他研究上已取得不少成果。例如，觀測結果顯示，如同幽靈一般的中微子，其實擁有極其微小的質量。

這一發現具有重大意義，我們從中得到了令人震驚的事實。如果將宇宙中的所有中微子匯集在一起，那么其質量幾乎與宇宙中所有天體的質量相同。中微子有質量這件事發現于1998年，在此后的十幾年，我們對宇宙的認識也不斷被革新。