《自然》：基础物理突破！终于测到中微子尺寸，竟大原子核 1000 倍

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《自然》：基础物理突破！终于测到中微子尺寸，竟大原子核 1000 倍

原创 徐德文 徐德文科学频道 2025 年 02 月 17 日 13:11 四川



这个发现太炸裂了！2025 年 2 月 12 日，顶刊《自然》发布重磅论文，科学家们居然首次测出了中微子的“尺寸”，而且这“幽灵粒子”竟然比原子核大了整整 1000 多倍！是不是感觉三观都被刷成马桶了？这应该算是基础物理的一项重大突破了吧？

没错，中微子这玩意儿，每秒钟都有数万亿个穿过你的身体，亿亿数量级的穿过地球，但你和地球却丝毫感觉不到它的存在！

自从 1930 年泡利预言中微子的存在以来，这“幽灵粒子”就一直在跟人类玩捉迷藏，神秘得让人抓狂！

大聪明可能认为这是因为中微子很小很小，远远小于原子核，所以才能轻易穿过我们的身体和地球，没想到它竟然远远大于原子核，那它又怎能穿过任何物质而不被“撞到”呢？

我们要从一个叫 BeEST 的实验说起。加拿大 TRIUMF 实验室的科学家们脑洞大开：既然直接抓中微子太难，那就抓它的“舞伴”！当铍-7 发生衰变时，会产生一个锂-7 原子核和一个中微子。根据量子力学，这俩粒子会形成纠缠态，就跳双人舞的舞伴一样，一个的动作必然影响另一个。



科学家们把铍-7 原子植入一种超导传感器中，在接近绝对零度的极低温下，精确测量锂-7 的能量。这就像通过观察一个舞者的动作，来推断它舞伴在干什么，是不是感觉这波操作贼溜？

经过无数次精密测量，科学家们终于发现，中微子的空间范围至少有 6.2 皮米（1 皮米是一万亿分之一米）。这数字看着小，但对一个基本粒子来说，简直大得离谱，因为它比原子核本身大了 1000 多倍！是不是感觉中微子突然从小米粒一下子就变成了巨无霸？

这是不是太匪夷所思了？直接颠覆了我们对中微子的认知！以前我们以为中微子能穿墙是因为它非常非常小，现在才发现，它其实更像一个弥散的大幽灵！

其实中微子之所以能穿过各种物质，是因为它不参与强相互作用以及电磁相互作用，而只参与引力相互作用和弱相互作用。弱相互作用距离非常短，引力相互作用又极其微弱，所以穿过一般物质时不会受到太多阻碍，并且难以被检测到。



如果要强行用现实世界的比喻的话，我只能说中微子就像传说中的鬼和灵魂，可以穿过任何物体。

什么？什么？你说你终于知道鬼和灵魂要怎么科学解释了？我们之所以看不到它们，是因为它们和中微子一样，是弥散的，只有引力和弱力，没有强力和电磁力，不与物质发生相互作用，所以不管它们有多大，都可以轻易穿过墙，穿过我们的身体！

我只能说，大聪明，这样的解释你喜欢就好！

这不仅帮我们更好地理解中微子的本质，还可能解释一些物理学上悬而未决的难题！



更牛的是，这项研究开创了一种全新的研究方法。传统研究中微子需要建造巨大的地下探测器，可能要用上几十万吨的液体。而这新方法只需要一个巴掌大的装置，却能得到更精确的结果，是不是感觉科学家的脑洞永远填不满了？

论文第一作者约瑟夫·斯莫尔斯基（Joseph Smolsky）兴奋地说：我们这就像是在用显微镜观察幽灵，第一次真正“看到”了中微子的形态。

这项突破性研究再次证明，在科学探索的道路上，永远充满惊喜。当我们以为已经了解了这个宇宙，总会有新的发现让我们惊叹不已。

不过作为大聪明，我们其实也做不了什么，还是该吃吃，还喝喝，洗洗睡吧，基础物理突破也影响不到我们的生活，明天一早还要挤地铁上班呢。

参考文献：

Smolsky, J., Leach, K.G., Abells, R. et al. Direct experimental constraints on the spatial extent of a neutrino wavepacket. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08479-6

徐德文