天文学家检测到七种潜在的幽灵粒子穿过行星

中微子是微小的亚原子粒子，几乎不与任何物体相互作用。这意味着它们可以不受干扰地旅行很远的距离，反过来也意味着更容易追踪它们的来源，帮助我们更多地了解遥远的宇宙。冰立方中微子天文台的科学家们表示，他们已经发现了难以捉摸的天体物理学中的 tau 中微子的证据。

“在数据中检测到七个候选 tau 中微子事件，再加上预期背景量非常低，使我们可以断言背景极不可能合谋产生七个 tau 中微子冒名顶替者。天体物理 tau 中微子的发现也有力地证实了 IceCube 早期发现的弥散天体物理中微子通量。”宾夕法尼亚州立大学物理学教授、该研究的负责人之一道格·考恩 (Doug Cowen) 在一份新闻声明中说道。

天体物理中微子是来自银河系以外最远区域的高能中微子的名称。这些粒子具有三种不同的“味道”：电子、μ子和τ子。事实证明，最后一种粒子特别难以观察和检测，因此赢得了“幽灵粒子”的绰号。

天文台使用数字光学模块(DOM)的“串”(电缆)来探测中微子。它有超过 5,150 个 DOM 嵌入南极冰层深处。中微子与冰的反应产生发出蓝光的带电粒子。这是由各个 DOM 注册和数字化的。

之前的 IceCube 观测显示了天体物理学 tau 中微子产生的微妙特征的线索。研究人员将每个事件渲染成三幅图像，并训练针对图像分类进行优化的卷积神经网络 (CNN)，以区分 tau 中微子产生的图像和其他背景过程产生的图像。然后，他们将这项技术应用于 2011 年至 2020 年间收集的十年 IceCube 数据。这就是他们如何发现七个强有力的候选 tau 中微子事件的方法。

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