物理学家使用穿过地壳的光束，首次发现了直接证据，证明了三种已知类型的中微子中两种之间的转变——这些中微子被称为基本粒子的“μ子”和“τ子”味。
位于意大利中部格兰萨索地下实验室的OPERA（乳胶径迹探测装置振荡项目）实验在2011年宣布探测到中微子以超光速运动，明显违反了爱因斯坦的狭义相对论，因此成为头条新闻。尽管该说法后来 被证明是错误的，因为研究人员在测量中发现了几个潜在的误差来源，但OPERA合作组织在6月15日宣布，它现在已经实现了观察中微子味转换的最初目标。
“这是一项极其困难的测量，以前没有人做过，”意大利热那亚大学的中微子物理学家马可·帕拉维奇尼说，他不是OPERA合作组织的成员。
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已知有三种类型或“味”的中微子：电子中微子、μ子中微子和τ子中微子。粒子的名称暗示了这样一个事实：在极少数情况下，当中微子与质子或中子相互作用时，它们会分别产生电子、μ子或τ轻子。
科学家们长期以来一直怀疑中微子可以从一种味转变为另一种味。之前的几项实验使用了已知特定类型中微子的来源，结果检测到的中微子比如果粒子不改变味时预期的要少。
2013年7月，日本的T2K实验首次直接证明了不同味的出现，而不仅仅是原始味的消失。它在最初由μ子中微子束制成的光束中检测到了电子中微子。
隐藏的目标
在2008年至2012年期间，一股μ子中微子束从位于瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室CERN射出，到达东南方向730公里处的格兰萨索地块底部，意大利实验室就位于岩石内部。
当这些中微子到达格兰萨索时，一些μ子中微子已经变成了τ子中微子。最新结果显示，当这些中微子击中OPERA探测器内部的铅靶时，它们产生了τ轻子。
那不勒斯大学的物理学家、OPERA发言人乔瓦尼·德·莱利斯说，轻子会在万亿分之一秒内衰变。“即使它以接近光速的速度传播，[τ轻子]也只能运行不到一毫米，”他说。
OPERA使用由15万个“砖块”组成的阵列探测到了这种短寿命的粒子，每个“砖块”重约8公斤，包含57个堆叠的乳胶板。该装置具有11万平方米的表面积，因此研究人员建立了一个自动化系统来搜索板上的微观条纹，这些条纹可以表明τ轻子的短暂存在。
在去年公布的部分结果中，OPERA合作组织统计了四个可能的τ轻子踪迹，根据粒子物理学严格的发现标准，这还不足以宣布成功。但物理学家们现在已经发现了第五个τ轻子，足以宣布实验成功。
“这个结果并非理所当然，”他说。一旦CERN光束被关闭，德·莱利斯和他的团队只能搜索现有数据，他承认，找到五个事件需要一点运气。“可能是六个——或者四个，或者三个。”
本文经许可转载，并于2015年6月16日首次发表。