太阳正在打破已知的物理学规则——本周网上疯传的头条新闻如是说。这一说法源于普渡大学研究人员Jere Jenkins和Ephraim Fischbach以及斯坦福大学的Peter Sturrock进行的一项新研究发布的消息。这项工作表明，同位素的放射性衰变率——通常被认为是常数，并用于考古物体测年——可能会发生极其微小的变化，而来自太阳的中微子相互作用可能是原因。中微子是那些穿透物质且很少与物质相互作用的中性粒子；据认为，每秒有数万亿中微子穿过你的身体。在该发布本身中，研究人员表示这是一个疯狂的想法：“‘根据传统观念，这说不通，’Fischbach说。Jenkins打趣地补充道，‘我们认为，某种几乎不与任何事物相互作用的东西正在改变某种无法改变的东西。’”这可能真的吗？我咨询了马里兰大学物理学教授兼副系主任Gregory Sullivan，他曾在日本的超级神冈探测器进行过一些中微子研究，以及华盛顿大学的物理学家Eric Adelberger。“我的直觉是怀疑，”Sullivan告诉DISCOVER。他表示，这个想法并非不可能，但你不能仅仅凭研究人员拥有的小数据集就接受像这项新研究这样激进的解决方案。“数据就是数据。它是最终的仲裁者。但越是需要弯曲[公认的物理学]，证据就越需要仔细审查。”Sullivan在阅读论文后，提出了他怀疑的一些原因。
该研究作者观察到的许多放射性衰变率的微小变化都来自像布鲁克海文国家实验室这样的实验室——研究人员并未亲自进行读数。Sullivan说，有些数据甚至已有数十年历史。在他们的论文中，Fischbach的团队煞费苦心地试图排除可能导致他们观察到的衰变率异常变化的设备或环境条件。但Sullivan说，“他们是30年后[研究]他们没有操作的设备的人。我不认为他们排除了这种可能性。”
普渡-斯坦福团队引用了2006年太阳耀斑的例子，称他们在耀斑发生前观察到锰同位素衰变率的下降，并持续到耀斑结束后。然而，沙利文表示，他不相信这在实验上具有显著意义，而且这说不通：太阳中微子从太阳内部发出，而不是耀斑出现的表面。此外，他说，其他太阳事件，如X射线耀斑，并没有产生同样的效果。
如果这是真的，这个想法将代表中微子物理学的一个巨大飞跃。在超级神冈探测器中，沙利文说每天只有大约10个中微子似乎与20千吨水发生相互作用。沙利文说，普渡-斯坦福团队正在提出中微子以一种前所未有的方式与物质发生强烈相互作用。“他们正在寻找一种比中微子作用力大得多的效应，但这种效应不会以其他方式显现出来，”他说。
Fischbach和Jenkins曾发表一系列期刊文章支持他们关于中微子和放射性衰变的理论，他们给DISCOVER发邮件回复了这些对他们工作的批评。关于第一点，研究人员为数据的完整性辩护，尽管他们不是亲自获取数据的，他们说这些实验“是由两个著名且经验丰富的团队进行的。我们已经发表了对这些实验的分析，刊登在《核仪器与方法》……表明已知环境效应的潜在影响太小，无法解释年度变化。”对于第二点——为什么要把中微子与耀斑联系起来，而中微子是从太阳内部发出的？——Jenkins和Fischbach写道，我们知道有些耀斑与太阳深处的事件有关。“因此，我们认为核心事件可能影响耀斑是可能的，”他们写道，“但这仍有待证实。我们从未声称所有耀斑都与核心事件有关。”然而，最重要的是第三点：我们真的看到某种前所未见的物理现象吗？Fischbach和Jenkins没有退缩。
“我们同意，根据当前标准弱相互作用理论，中微子不应影响衰变率。我们也同意超级神冈数据没有异常。我们的立场是，中微子具有我们尚未理解的性质，或者某种像中微子一样行为的其他粒子或场正在影响衰变率。更详细地说，我们不考虑像超级神冈那样捕获中微子。相反，我们设想中微子穿过衰变核样品，就像它们穿过其他所有物质一样，并交换约10-100 eV的能量。鉴于β衰变和电子捕获对可用能量的敏感性，以这种方式交换少量能量可能足以解释观察到的效应。”
但对于华盛顿大学的阿德尔伯格来说，根据这些研究所见，这仍然是一个巨大的飞跃。阿德尔伯格告诉DISCOVER，他认为像布鲁克海文这样的实验室检测到的衰变变化是真实的。但他同意沙利文的观点，即这种效应更可能是仪器问题造成的，而不是来自太阳的某种新物理学。他还指出，过去几年的一些研究（此处
和此处
）表明太阳与放射性衰变率之间没有联系。阿德尔伯格和沙利文都同意，普渡大学-斯坦福大学的研究结果为一些有趣且更严格控制的研究铺平了道路，以验证或证伪这一想法。但就目前而言，两人都不相信。“Fischbach等人为了支持他们的解释而引用的情景，尽管数据与此相悖，却变得越来越离奇，”阿德尔伯格告诉DISCOVER。“我认为这不太可能是正确的。”相关内容：80beats：《埋藏在冰中的南极粒子探测器记录了宇宙射线异常》
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图片：NASA 太阳动力学观测站
