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中微子（Neutrino），是輕子的一種，是構成物質世界的基本粒子之一，也是宇宙中最常見的粒子，其數量在宇宙中僅次于光子，也是宇宙中最古老的粒子之一。常用符號ν表示，中微子是一種費米子（一種基本粒子，其自旋為 1/2）。到目前為止，還沒有實驗表明中微子具有非零磁矩。中微子不帶電，質量極小，歷史上很長一段時間內人們認為中微子質量為零，自旋為 1/2，并且以接近光速的速度運動，與其他物質相互作用微弱。中微子通常用希臘字母ν表示。弱相互作用中產生的中微子有三種不同的味，分別是：電子中微子νe、μ子中微子νμ、τ子中微子ντ。對于每個中微子，還存在一個相應的反粒子，稱為反中微子，中微子和反中微子有符號相反的手性和弱同位旋。

中微子與其它物質的相互作用很小，通常可以幾乎不受阻礙地通過正常物質，因此很難被檢測到。同時它的質量非常輕，以接近光速運動。傳播速度快，是信息的絕佳載體，因此中微子在軍事上用于雷達、通訊和武器。

中微子還用于超新星的觀測，恒星在死亡時產生的一種現象，它會釋放出大量的中微子，由于中微子幾乎不受任何物質的影響，因此它們可以在很短的時間內從超新星到達地球，比光速還要快，科學家們通過觀測這些中微子來研究超新星爆炸的過程和宇宙的演化。其中，高能中微子(一般認為能量大于1015eV為超高能，能量大于1018eV為極高能) 的發現為使用宇宙中微子進行天體物理測量鋪平了道路，在研究宇宙線起源方面有重要應用。中微子研究有望發現超出標準模型的新物理，對研究宇宙演化、恒星形成、超新星爆發機制等有重要意義。

類型

已知的中微子共有三種類型，分別是電子型中微子νe、μ介子推型中微子νμ和τ子型中微子ντ。當中微子與物質通過交換W玻色子相互作用時，產生與中微子的味相同的帶電的輕子，中微子的類型來源于其產生方式，電子在弱相互作用過程中產生的中微子稱為電子型中微子，μ介子推和τ子產生的中微子分別稱為μ介子推型中微子和τ子型中微子，在帶電流反應中，每種味的中微子都與名字中對應味的帶電輕子是關聯出現的。中微子振蕩過程中三種中微子可以互相轉變。

發現歷史

發現過程

19世紀末對放射性的研究發現，在量子世界中能量的吸收和發射是不連續的，原子光譜以及原子核中放出的阿爾法射線和γ射線都是不連續的，這是由于原子核在不同能級間躍遷時釋放的，符合量子世界的規律。但物質在β衰變過程中釋放出的由電子組成的β射線的能譜卻是連續的，而且電子只帶走了總能量的一部分，還有一部分能量失蹤了，物理學上著名的哥本哈根學派領袖尼爾斯·玻爾據此認為，β衰變過程中能量守恒定律失效。

1930年，沃爾夫岡·泡利為了解釋β衰變中的能量、動量和角動量失蹤的現象，根據守恒定律預言：應該存在著一種還不知道的極其微小的中性粒子帶走了β衰變中那一部分能量和動量，當時泡利將這種粒子命名為“中子”。

1932年，詹姆斯·查德威克（James Chadwick）發現了一種具有較大質量的核子，并也將其命名為中子，因此獲得了1935年諾貝爾物理學獎。同年7月，美籍意大利科學家恩里科·費米（Enrica Fermi）提出將泡利的“中子”正名為“中微子”（Neutrino）。1933年，費米提出的β衰變定量理論指出：β衰變就是核內一個中子通過弱相互作用衰變成一個電子、一個質子和一個反中微子。費米寫于1934年的論文將沃爾夫岡·泡利的中微子猜想與保羅·狄拉克的狄拉克場和海森伯格的中子-質子模型統一起來，為未來的研究奠定了基礎。中微子只參與弱作用，具有最強的穿透力。

1942年，中國科學家王淦昌提出了一種利用軌道電子俘獲檢測中微子的可行方案（K俘獲法）。

1952年，美國科學家雷蒙德·戴維斯（Raymond Davis Jr.）應用王淦昌提出的K俘獲法，間接觀測到了中微子的存在。

電子中微子

1956年，美國科學家小克萊德·洛林·考恩（Clyde Lorrain Cowan）和弗雷德里克·萊因斯（Frederick Reines）等人發表了他們利用核反應堆發出的反中微子與質子碰撞探測中微子的實驗，第一次直接證實了中微子的存在。這項工作獲得了1995年諾貝爾物理學獎。

μ中微子

1962年，美國科學家萊昂·馬克思·萊德曼（Leon Max Lederman）、梅爾文·施瓦茨（Melvin Schwartz）和杰克·斯坦伯格（Jack Steinberger）在美國布魯克海文國家實驗室的加速器上用質子束打擊鈹靶的實驗中發現中微子有“味道”的屬性，證實與μ子相伴的μ子中微子和與電子相伴的電子中微子是不同的中微子，這一成果獲得了1988年諾貝爾物理學獎。1963年，布魯克海文的結果在歐洲核子中心和費米實驗室被更高的統計結果所證實。

τ中微子

1975年，美國科學家佩爾（Martin L.Perl）等人在美國SLAC實驗室的SPEAR正負電子對撞機上發現了一個比質子重兩倍，比電子重3500倍的新粒子，其特性類似于電子和μ子。經過反復檢驗證明是在電子和μ子之外的又一種輕子，以希臘字母τ表示。因為中微子是輕子的“前輩”，τ輕子的發現理論上意味著τ中微子的存在，但由于τ中微子幾乎沒有質量，又不帶電，且幾乎不與周圍物質相互作用，一直難尋蹤跡。

1982年，美國費米實驗室科學家用實驗支持了τ子中微子存在的假設。

1989年，歐洲核子研究中心科學家證實τ子中微子應是最后一類中微子，但沒有找到直接的證據。

1994年，加利福尼亞州大學的維多里奧·保羅內和費米實驗室的拜倫·倫德博格提出了“τ子中微子直接觀測器”的構想。

1996年，直接觀測器在費米國家實驗室建造完成。

從1997年起，54位來自美國、日本、希臘和韓國的科學家在費米實驗室合作探測τ中微子，他們用粒子加速器制造一股可能含有τ中微子的中微子束，讓中微子束穿過“τ中微子直接觀測器”內一個約1米長，被兩層感光乳劑夾著能夠“記錄”粒子與鐵原子核的相互作用的鐵板靶。τ輕子的痕跡被科學家拍攝下來，并在計算機中形成三維圖像。據估算，幾十萬億個τ中微子中只有1個與靶中的鐵原子核相互作用并生成一個τ輕子，由此，科學家第一次找到了τ中微子存在的直接證據。

2000年7月21日，費米國家實驗室宣布τ中微子存在這一重大成果。

近代研究

中微子是一種不帶電的基本粒子，質量非常輕(小于電子的百萬分之一)，以接近光速運動。中微子只參與非常微弱的弱相互作用，在自然界廣泛存在，具有極強的穿透力。穿越地球直徑厚度的物質，在100億個中微子中只有一個會與物質發生反應，因此中微子的檢測非常困難。但實際上，大多數粒子物理和核物理過程都伴隨著中微子的產生，例如核反應堆發電（核裂變）、太陽發光（核聚變）、天然放射性（β衰變）、超新星爆發、宇宙射線等等。宇宙中充斥著大量的中微子，大部分為宇宙大爆炸的殘留,大約為每立方厘米300個。

1968年，美國物理學家雷蒙德·戴維斯等人在美國南達科他州的霍姆斯特克（Homestake）地下金礦的1500米深處搭起一個注滿615噸四氯乙烯液體的巨大探測器。他計算出，通過儲罐的高能中微子平均每月應形成20個氬[yà]原子，并開發了一種計算這些極其稀有原子的方法。在對儲罐的監測超過25年中，他能夠確認太陽產生中微子，但他發現的中微子一直比預測的要少，這種缺陷被稱為太陽中微子問題。戴維斯的結果后來得到了小柴昌俊（Koshiba Masatoshi）的證實，小柴昌俊發現中微子在飛行中從一種類型變為另一種類型的證據，由于戴維斯的檢測器只對一種類型敏感，所以那些已經切換類型的中微子逃脫了檢測器的檢測。

1998年超級神岡實驗證明了中微子存在振蕩現象，即曲一種中微子轉變為另一種中微子，也稱之為不同類型的中微子的混合。

1998 年日本超級神岡實驗（Super-K）發現大氣中微子存在振蕩現象，即中微子在飛行中可以變成其他種類的中微子。

2001年，加拿大SNO實驗證實失蹤的太陽中微子轉換成了其它中微子，三種中微子的總流量與標準太陽模型的預言相符合，基本上解決了太陽中微子問題。

2002年，美國科學家雷蒙德·戴維斯（Raymond Davis Jr）和日本科學家小柴昌俊因為“在天體物理學領域做出的先驅性貢獻”獲得了諾貝爾物理學獎。

2002年，日本KamLAND實驗借助反應堆證實了太陽中微子振蕩；2003年，日本K2K實驗用加速器證實大氣中微子振蕩。

2006年，美國MINOS實驗進一步用加速器證實大氣中微子振蕩。2007年，美國費米實驗室MiniBooNE實驗否定了LSND實驗的結果。

2012年3月8日，大亞灣中微子實驗國際合作組發言人、中科院高能物理研究所所長王貽芳在北京宣布，大亞灣中微子實驗發現了一種新的中微子振蕩，并測量到其振蕩幾率。

2015年，阿瑟·麥克唐納和東京大學宇宙線研究所教授梶田隆章因觀測到大氣中微子的震蕩現象獲得了諾貝爾物理學獎。

中微子仍存在多個未解之謎，涉及質量大小與起源、磁矩、混合參數θ??、CP破壞的大小、是否為埃托雷·馬約拉納粒子（即是否為自身的反粒子），以及是否與宇宙中物質與反物質不對稱現象相關。對中微子的研究遠遠超出了粒子物理的范疇，是粒子物理、天體物理、宇宙學、地球科學的交叉與熱點學科。

2025年2月12日，發表在《自然》雜志的一項研究揭示了一個前所未有的宇宙事件：科學家們利用位于地中海深處的立方千米中微子望遠鏡（KM3NeT），探測到了一個能量高達220 PeV（百萬億電子伏）的中微子。這是人類首次捕捉到能量達數百PeV的中微子。

2025年11月19日，中國科學院高能物理研究所發布大科學裝置——江門中微子實驗正式運行后的首個重大科研成果：通過對2025年8月26日至11月2日共59天有效數據的分析，江門中微子實驗合作組測量了兩個“太陽中微子震蕩參數”，比此前實驗的最高精度提高了1.5到1.8倍，實現前所未有的測量精度。

物理性質

中微子是一種輕子，是自然界中最基本的粒子之一，共有三種：電子中微子、μ中微子、τ中微子。中微子不帶電，質量極小，通常小于電子質量的一億分之一，自旋為1/2，并且以接近光速的速度運動。由于中微子與其他物質的相互作用非常微弱，因此常被稱為“隱身人”或“幽靈粒子”。例如，每秒鐘有萬億個來自太陽的中微子穿過人體，但人體無法感知其存在。這種特性使得中微子可以穿越地球和其他天體而不會受到阻礙。

質量

中微子質量極小，通常小于電子質量的一億分之一，但在標準模型中中微子的質量為零。1956 年李政道和楊振寧預言弱作用宇稱不守恒定律，即空間的左右不對稱，很快被吳健雄用實驗證實。實驗發現在弱作用中宇稱不僅不守恒，而且是最大破壞的，造成這一現象的原因實質是只存在左手螺旋度的中微子，不存在右手中微子，這只有中微子質量為零才能成立。然而，1998年日本超級神岡實驗（Super-K）發現大氣中微子存在振蕩現象，即中微子在飛行中可以變成其他種類的中微子，與更早的太陽中微子失蹤之謎，稍晚的 SNO（太陽中微子）、KamLAND（反應堆中微子）、K2K（加速器中微子）等實驗的結果一起，形成了中微子振蕩的堅實證據。基于中微子振蕩理論，可以通過測量中微子振蕩的概率來測量質量平方差，中微子振蕩說明中微子有質量，只不過它非常小，以至于現有技術還不能直接測出來。

相互作用

中微子與其他物質的相互作用極其微弱，僅通過弱相互作用與物質發生反應。這一特性使得中微子成為亞原子粒子中穿透力最強的粒子，能夠穿過大量原子而不引發反應。例如，理論計算顯示，若要使一個中微子被阻擋的概率達到50%，需要約一光年厚度（約9.5萬億公里）的鉛板。這些粒子中只有100億分之一，在物質中傳播的距離等于地球直徑，與質子或中子發生反應。因此常被稱為“隱身人”或“幽靈粒子”。中微子的探測器必須夠大才能觀測到足夠數量的中微子，因此為了隔絕宇宙射線及其他可能的背景干擾，中微子的探測儀器時常設立在地底下。

自旋

中微子自旋為1/2，這意味著它有兩種可能的狀態：上旋態和下旋態，這些狀態對應著不同的量子數，可以用來描述中微子的性質和行為。當一個中微子與其他粒子相互作用時，它的自旋狀態會發生變化，從而影響相互作用的結果。例如在高能碰撞事件中，中微子可以與原子核或其他粒子相互作用，從而改變自身的自旋狀態；中微子也可以與其他中微子相互作用，從而改變它們的自旋狀態。

中微子只存在左手螺旋度的中微子（即它的自旋總是與運動方向相反），不存在右手中微子。

中微子的自旋可以影響它的磁矩。理論上認為，中微子可能具有磁矩，這意味著它會受到磁場的影響，然而這一理論尚未得到實驗證實，科學家們仍在努力探索這一領域的更多細節。

電荷

中微子不帶電，因為中微子不是由更小的基本粒子組成的復合粒子，而是由更基本的粒子組成的。這些基本粒子本身不帶電，因此它們組合而成的中微子也不帶電。中微子不帶電的性質對于理解宇宙中的許多現象非常重要。因為中微子不帶電，所以中微子不會受到電磁力，因此不會引起物質的電離。

米赫耶夫–斯米爾諾夫–沃爾芬斯坦效應（Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein effect）

米赫耶夫–斯米爾諾夫–沃爾芬斯坦效應（Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein effect，簡稱MSW效應）是中微子振蕩現象中的一個效應，它解釋了太陽中微子的失蹤之謎。

反中微子（antineutrino）

反中微子（antineutrino）是中微子的反粒子，它們具有與中微子相反的電荷和自旋，1965年柯溫(C.L.Cowan)和萊茵斯(F.Reines)利用核反應堆產物的β衰變產生反中微子。由于反中微子的質量非常小，且與物質相互作用的可能性極低，因此很難直接檢測到它們。通過觀察宇宙射線和核反應產生的中微子可以推斷出反中微子的存在。反中微子在物理學中的重要性在于它們參與了許多基本粒子物理過程，例如中微子振蕩、雙β衰變等。

中微子振蕩（Neutrino oscillation）

中微子振蕩（Neutrino oscillation）是由理論物理學家布魯諾·龐蒂科夫在1957年提出的一個量子力學現象，是指中微子在生成時所伴隨的輕子（包括電子、μ子、τ子）味可在之后轉化成不同的味而被測量出改變，當中微子在空間中傳播時，測到中微子帶有某個味的概率呈現周期性變化。

中微子振蕩現象證明了中微子有質量，盡管質量極其小，但會影響宇宙的起源和演化。同時，中微子振蕩的存在需要滿足兩個必要條件：一是質量本征態是味本征態的線性疊加；二是不同味的中微子之間存在質量差。

電子型中微子轉變為μ介子型中微子

這一振蕩類型主要發生在地球表面附近，可以通過大氣層中的中微子觀測站進行測量。當一個電子型中微子在空氣中運動時，它會與空氣分子發生相互作用，并轉化為另一種類型，這個新的中微子可以在大氣層中運行一段距離后再次發生振蕩，從而轉變為μ介子型中微子。

電子型中微子轉變為τ子型中微子

這一振蕩類型發生在地球上空，可以通過衛星攜帶的中微子探測器進行測量。當一個電子型中微子從太空進入地球時，它會經過大氣層中的空氣分子并發生相互作用，這個新的中微子會在地球上空的高空區域運行一段距離后再次發生振蕩，從而轉變為 τ子型中微子。

μ介子型中微子轉變為τ子型中微子

這一振蕩類型發生在太空中，可以通過太空望遠鏡進行測量。當一個μ介子型中微子從太空中進入地球時，它會與大氣層中的空氣分子發生相互作用，這個新的中微子會在太空中運行一段距離后再次發生振蕩，從而轉變為 τ子型中微子。

手征性

中微子手征性是指中微子在空間中的旋轉方向，中微子ν的手征性h=-1，反中微子ν?的手征性h=1，與粒子物理學中的其他粒子一樣，中微子可以分為左旋和右旋兩種類型。左旋中微子是通常所說的普通中微子，它們具有左手性的自旋，相比之下，右旋中微子被稱為惰性中微子或假想中微子，因為它們的相互作用非常弱，因此很難被直接探測到。

中微子手征性的研究對于理解宇宙射線、太陽輻射以及中微子振蕩等現象非常重要，通過研究中微子手征性，科學家們可以探索宇宙的基本物理規律，例如暗物質和暗能量的存在和性質。

來源

自然

太陽

太陽是中微子的一個重要來源，太陽內部發生的核反應會產生大量的電子型中微子。

超新星爆發

超新星爆發產生大量可被地球上探測器檢測到的中微子。

宇宙射線

宇宙射線與大氣層中的原子相互作用時會產生中微子。

人工

核反應堆和粒子加速器

通過制造的核反應堆和粒子加速器可以產生中微子。

觀測

中微子探測器

為捕捉被稱為“幽靈粒子”的中微子，全球多個國家和地區已建成大型中微子探測裝置，典型代表包括中國江門中微子實驗、日本超級神岡探測器、美國冰立方中微子天文臺等。中微子觀測器是專門用于檢測中微子的設備，其結構通常包含大量液體或氣體介質及多個光電倍增管。當中微子進入探測器時，會與內部介質發生相互作用并釋放一個或多個粒子，這些粒子觸發光電倍增管產生信號，從而被記錄。

江門中微子實驗探測器

江門中微子實驗是由中國科學院與廣東省共同建設的大科學裝置，位于廣東省江門開平市。其主要科學目標為測定中微子質量順序、精確測量中微子混合參數，并開展多項科學前沿研究。該實驗通過探測太陽中微子、地球中微子、超新星中微子等不同來源的中微子，可用于揭示地球內部放射性元素分布及熱流情況，并檢驗恒星演化模型的正確性。

江門中微子實驗2013年立項，2015年開工建設地下洞室。地下洞室于2021年年底順利交付使用。截至2024年10月，江門中微子實驗建設進入收官階段，預計2025年8月正式運行取數，運行約30年。同年11月20日，隨著最后一塊光電倍增管模塊安裝完成，廣東江門中微子實驗探測器主體建成。

氣球飛行實驗

科學家們會在氣球上搭載一臺中微子探測器并將其升高到大氣層中的高度，在此過程中探測器會遇到大量來自太空的中微子并記錄下來。

深海觀測站

深海中的水能夠吸收大部分其他形式的能量，使中微子探測器更好地收集中微子，從而使中微子更加容易檢測出來。

高能水下中微子望遠鏡

繼在海拔4410米建設高海拔宇宙線觀測站并發現銀河系內存在大量“高能宇宙加速器”后，中國科學院高能物理研究所的科學研究團隊計劃將30立方公里規模的巨大探測器陣列，放到水深千米以下的海底或湖底。該計劃名為高能水下中微子望遠鏡，以期從深水中遙望深空，解開宇宙線起源的“世紀之謎”。2025年11月，由上海交通大學科研團隊主導研制的光電探測器柔性潛標專用載具成功完成海試，這是中國科學家為在深海海底3500米深處打造的一臺全球領先的中微子“望遠鏡”的關鍵裝置，經過該輪驗證，首批探測潛標計劃在2026年投入建設。

著名中微子觀測站

南極冰立方中微子天文臺（IceCube Neutrino Observatory）

南極冰立方中微子天文臺（IceCube Neutrino Observatory，簡稱為“冰立方”IceCube）是由美國國家科學基金會資助的，由86根裝備了傳感器的電纜所組成，這些電纜一頭連在地表實驗室中，另一頭從冰洞向下延伸至2.5公里的深度。該天文臺耗資2.79億美元，是最大的中微子探測器，它的任務是去搜尋中微子。多國研究人員21日在美國《科學》雜志上說，他們利用埋在冰下的粒子探測器，首次捕捉到源自外的高能中微子，中微子天文學從此進入新時代。

薩德伯里中微子天文臺（Sudbury Neutrino Observatory）

薩德伯里中微子天文臺（Sudbury Neutrino Observatory）是一個位于加拿大安大略省2100米深的鎳[niè]礦中的中微子探測器，根據出射的電子在水中放出的切倫科夫輻射探測中微子。薩德伯里中微子天文臺于1999年5月正式啟用，2006年11月28日關閉，但數據分析工作還在繼續進行。

應用

軍事

1988 年，美國著名的賈森（JASON) 國防顧問團就曾經對中微子產生和探測的軍事應用價值進行了全面研究和評估，并給美國軍方提供了詳細的研究報告。由于中微子與物質的相互作用極小，對介質的穿透性很強，不易衰減，傳播速度快，是信息的絕佳載體; 但另一方面，中微子的產生和探測也會變得困難，這一度延緩且限制了對中微子的應用。

中微子雷達

核反應會產生中微子，中微子可以輕易穿透各種障礙物，通過中微子信號的探測可以發展中微子雷達，實現對深海核潛艇和地下掩體核設施的探測和定位，以彌補電磁波雷達以及聲納在這些場景中的缺陷。有科學家研究通過探測中微子信號的強度來甄別核燃料濃縮的級別，如果是武器級核燃料，發出中微子的信號就可能更加強烈，因此該方法對發現大規模殺傷性武器非常有幫助。

中微子通信

高頻電磁波的數據傳輸能力較高，但對海水的穿透能力很弱；低頻電磁波雖然能穿透海水，但其數據傳輸能力很低；頻率在幾千赫茲之間的電磁波，信息傳輸速度可達到 70bit / s，但僅能穿透海面幾米深；頻率在100Hz 以下的電磁波，可以穿透海面100米深，但信息傳輸速度僅為1字節/ 分鐘，并且信號中常常伴隨著高噪音；這極大地限制了潛艇與地面指揮部的通信自由。核潛艇原本可以數月潛航于深海中，但為了與地面之間的通信，需要連接一根有線天線到接近海面處，這制約了核潛艇的航行深度和速度，增加了被發現的風險。中微子能夠輕易穿透海水，以中微子作信息傳播的載體可以高效地實現地面和潛艇之間的通信自由，能極大提升潛艇的戰斗力。

中微子武器

中微子武器主要用于銷毀敵人的核武庫，利用高能加速器產生高能中微子束定向照射核材料，可以將核材料點燃和銷毀。這種中微子武器采用的基本原理是中微子的弱相互作用性質：一方面，中微子可以輕易穿越地球屏障，并穿透核武庫的所有保護層；另一方面，超高能量的中微子束流在傳播過程中與周圍的物質發生相對較強的相互作用，沿途產生大量強子，這些高能強子打到核彈頭內的或元素后會觸發核裂變反應，起到點燃核彈頭的作用，從而使之熔化、蒸發或爆炸。

通訊

由于地球是球面且有表面建筑物、地形的遮擋，電磁波長距離傳送要通過通訊衛星和地面站。而中微子可以以極小的損耗穿過地球，用高能加速器產生10億電子伏特的中微子穿過地球時只衰減千分之一，因此將中微子束加以調制，就可以使其包含有用信息，在地球上任意兩點進行通訊聯系并且無需昂貴而復雜的衛星或微波站。

地球內部結構探測

中微子與物質的相互作用截面隨中微子能量升高而增大。利用高能加速器產生能量達1萬億電子伏以上的中微子束，定向照射地層時，中微子與地層物質相互作用可引發局部小震波，通過類似醫學CT掃描的方式逐層探測地層，能夠快速獲取地下礦藏分布、石油儲量等信息，為資源勘探提供了新方法。

中微子天文學

中微子天文學是天體物理學的一個分支，主要研究恒星上可能發生的中微子過程以及這些過程對恒星的結構和演化的作用。

探測太陽系外的天體

1987年，日本與美國研究人員捕捉到源自16.5萬光年外一顆超新星爆發的24個低能中微子，后來他們因此獲得諾貝爾物理學獎，自此以后，科學家再沒有發現來自太陽系外的中微子。

太陽中微子實驗

太陽每秒放出的總輻射能為 3.86×10爾格，其中絕大部分的能量由質子-質子反應產生，很小一部分由碳氮循環產生，這些反應中許多分支反應過程產生了中微子。

美國布魯克黑文實驗室的戴維斯等人在深礦井中進行了太陽中微子的實驗，用大體積的四氯化二碳作靶，利用Cl俘獲中微子的反應：ve+Cl→e +Ar，來探測太陽中微子。根據他們的研究，在恒星演化的早期和中期中微子的作用很小，直到恒星演化的晚期中微子的作用才變得重要，這時產生中微子的過程主要有以下幾種：

第一種是尤卡過程：(Z﹐A )→(Z +1﹐A )+e +、 e +(Z +1﹐A )→(Z﹐A )+ve

第二種是中微子軔致輻射：e +(Z +1﹐A )→e +(Z﹐A )+ve+

第三種是光生中微子過程：

第四種是電子對湮沒中微子過程：(e+為正電子)

第五種是等離子體激元衰變中微子過程：

超高能中微子

超高能中微子是指能量高于一般中微子的能量水平的中微子。超高能中微子的能量等級比一般的中微子高出數十億倍以上，它們可以通過電磁輻射等方式獲得能量，例如太陽射線、黑洞爆發等。

利用南極洲的冰立方中微子天文臺，慕尼黑工業大學領導的國際研究團隊發現活躍螺旋星系NGC?1068（也被稱為Messier?77）是一個高能中微子輻射源。研究發現，這些中微子主要源于其噴流中的氦核與星系中心區域紫外線光子的碰撞。這一發現為使用宇宙中微子進行天體物理測量鋪平了道路，有助于解決宇宙最高能量粒子射線的起源，并有助于解開關于宇宙射線和暗物質的謎團。

高能中微子望遠鏡項目

高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）的研究成果發現12個超高能γ射線源，表明銀河系內部存在著大量拍電子伏加速器（PeVatron），但國內外科學家目前還無法確認這些超高能伽馬射線是否為強子起源，因此LHAASO項目首席科學家曹臻研究員提出了高能中微子望遠鏡項目，計劃在水深千米以下，建設30立方公里的立體探測器陣列，以期實現對來自這些超高能伽馬射線源的中微子探測。2023年2月9日至14日，中國科學院高能物理研究所高能中微子望遠鏡研究團隊在南海西沙海域順利完成深海測試工作，標志著高能中微子望遠鏡項目的預研工作取得了重要的實質性進展。

超新星的觀測

恒星在死亡時產生的一種現象，它會釋放出大量的中微子，由于中微子幾乎不受任何物質的影響，因此它們可以在很短的時間內從超新星到達地球，比光速還要快，科學家們通過觀測這些中微子來研究超新星爆炸的過程和宇宙的演化。

1987年2月23日，一位加拿大天文學家在大麥哲倫星系中發現了一顆5等星，它很快就被證實是一顆超新星，立即在國際天文界引起了轟動，這顆超新星很快被命名為1987A，它是400年來最亮的一次超新星爆發，是20世紀最大的天體物理事件之一。超新星SN1987A 爆發后，日本的神岡探測器和美國的IMB探測器分別探測到12個和8個中微子，這是人類第一次在地球上探測到超新星中微子的信息，開創了中微子天體物理學。

超新星在其核塌直至自我劇烈爆炸過程中會產生大量的各種不同味的中微子和反中微子，最終會形成中子星或者黑洞，這種類型超新星爆發過程中產生的能量幾乎就是內核的總引力能，其中產生的中微子帶走大概其總能量的 99%，而超新星爆發消耗的能量大約只有1%，如此多的中微子主要產生于兩次爆炸中，第一次爆炸持續時間僅僅幾毫秒，通過原子核俘獲電子和反貝塔衰變產生大量電子中微子；第二次爆炸持續時間較長，大約10秒，通過正負電子對湮滅、電子 - 核子軔致輻射、核子 - 核子軔致輻射、等離子體衰變、光子湮滅等5種類型的粒子核反應產生大量各種不同味的中微子。

參考資料 >

湯臣科技承建“粒子之眼”助力捕捉“幽靈粒子” 歷時8年，世界最大單體有機玻璃球建成.金山網.2024-10-24

什么是中微子.中國科學院.2023-11-24

中微子——通往新物理之門.中國科學院高能物理研究所.2023-11-24

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江門中微子實驗:地下700米的神秘粒子“捕手”.光明網.2024-10-24

中微子是“阿飄”?它來自哪里?為什么要尋找它?.央視網.2025-05-07

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超新星中微子.中國科學院高能物理研究所.2023-12-08

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宇宙高能中微子來源重要證據發現.中國科學院.2023-11-24

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