在魔幻般的世界，寻找幽灵般的粒子
科学家把它们称之为“鬼粒子”。
它们几乎没有质量，以近光速的速度在空间中穿行。
每一秒，都有数万亿的它们穿过每个人的身体，但我们毫无察觉。
它们，就是中微子。
1930年，为了挽救β衰变过程中能量和动量的守恒，奥地利的天才理论物理学家沃尔夫冈·泡利（他最著名的贡献为“泡利不相容原理”）提出了中微子的存在。
标准模型是粒子物理学中最成功的理论，在该理论中，中微子被分为三种：电子中微子、μ中微子和τ中微子。即使标准模型如此的成功，还是有很多它无法给出答案，比如暗物质、暗能量、引力都无法囊括在理论之中。要解释这些问题，就必须有新的物理。因此、物理学家将希望寄托在中微子身上。标准模型认为中微子没有质量，但实际上中微子拥有着非常微小的质量。因此对中微子的探测研究将能帮助科学家构建新的理论，它或许是通往标准模型之外的物理新世界的一把密匙。
三种中微子。
当放射性元素衰变时，中微子就会被释放出来。它们来自太阳，超新星，甚至是从我们自身的身体。它们可以毫无压力的穿过任何物体，那么我们如何才能在实验室中捕捉到它们的存在并进行研究呢？
【锗探测器阵列】
锗探测器阵列（GERDA）位于意大利格朗萨索国家实验室地下1.4公里深处。GERDA通过监测纯锗晶体中的电流活动来寻找中微子的踪迹。
科学家希望能够看到一个非常罕见的放射性衰变，这样的衰变被称之为“无中微子双β衰变”。当原子核内的一个中子自发衰变成一个质子和一个电子，同时也释放出一个反中微子的时候，就发生了β衰变。另一方面，中子也可以吸收一个中微子变成一个质子和一个电子。而所谓的“无中微子双β衰变”则是在β衰变释放出的反中微子被中子吸收的情况。但只有在中微子是其自己的反粒子时，“无中微子双β衰变”才能发生。为什么这很重要？
在137亿年前，当宇宙大爆炸发生的时候，制造出来的物质和反物质应该一样多。但由于物质和反物质相遇后便会产生湮灭，只留下能量。而我们的存在便不得不让我们去诘问，为什么现在的宇宙充满了物质。如果科学家探测到无中微子双β衰变就意味着中微子可以同时是自己的反粒子，那么或许就可以解释为什么早期宇宙中更加偏爱物质，以至于我们现在才可以提出这样的疑问。
【萨德伯里中微子观测站】
加拿大萨德伯里中微子观测站（SNO）始建于1980年，现如今正在整修，准备用于SNO+实验。
SNO+将被用来探测来自地球，太阳，甚至是超新星的中微子。该探测器的主心骨是一个由丙烯酸制成的巨大球型容器，里面装有1000吨的重水（重水和普通的水不同，重水水分子中，每个氢原子的原子核内有一个额外的中子，形成氢的同位素氘。氘的原子核可以提高中微子撞上探测器的可能性。）。在容器外面有一个测地球，里面安装了大约1万个极度灵敏的光探测器——光电倍增管（PMTs）。整个探测器浸泡在一个装满普通水的圆柱形腔中。
绝大多数的中微子会径直穿过水箱，但偶尔会有一个中微子会撞到探测器中的其它粒子，产生微弱的蓝光——切伦科夫辐射（查考《超光速的四种宇宙现象》了解更多），PMTs就是用来检测这些辐射的。
科学家现在知道中微子至少有三种，或称为“味”，当它们在飞行的途中，中微子的味会发生转变，即所谓的中微子振荡。由于对中微子振荡的发现做出了重大贡献，SNO实验主任阿瑟麦克唐纳荣获去年的诺贝尔物理学奖。
【冰立方】
冰立方中微子天文台是世界上最大的中微子探测器，其位于南极洲约2.4公里深的冰层下1立方公里的冰块内，由86根装备了传感器的电缆所组成，每根电缆包含有60个光学传感器，这5160个传感器的使命就是搜寻来自宇宙中最极端的天体事件辐射出的高能中微子，这些来源包括超新星爆发，黑洞和中子星。
当中微子撞上冰里的水分子时，就会释放出高能的亚原子粒子，进而产生切伦科夫辐射。科学家希望利用这些有限的信息来重构中微子的路径以确定它们的来源。
自2010年冰立方竣工以来，实际上探测到的中微子非常少。2012年，冰立方自1987年以来首次确定探测到来自于太阳系外的两颗高能中微子，并取名为“伯特”和“厄尼”（《芝麻街》中的人物）。
【中国大亚湾】
位于中国大亚湾中微子实验成立于2006年，大亚湾核电站有6个核反应堆，而中微子实验有3个地下实验室。3个实验室中共有6个反中微子探测器，每个都包括20吨的液体闪烁剂，通过光电倍增管和屏蔽包围。其中有3个探测器较远，3个较近。大亚湾实验的优势除核电站外，那里的地形也适合屏蔽其他粒子。
反中微子与液体闪烁剂作用会发出闪光，并被光电倍增管记录。大亚湾的任务是探测中微子振荡。就像中微子，反中微子也会发生味的转变。科学家试图找出近探测器和远探测器探测到的反中微子数目的区别，因为它们在飞行的过程变味了，这样就可以测量反中微子 的“消失” 率，从而计算出混合角 。
【超级神冈探测器】
超级神冈探测器位于东京西北部250千米处的一个锌矿之中。巨大的探测器装有50000吨的纯净水，并被11200个光电倍增管围绕着，它们的任务是发现、放大并测量纯水中出现的微弱闪光，即切伦科夫辐射。
超级神冈探测器是第一个找到中微子振荡有力证据的地方，中微子在传播过程中的变身意味着它必须有质量。由于对发现中微子振荡做出的杰出贡献，在超级神冈工作的梶田隆章和SNO的阿瑟·B·麦克唐纳在去年被授予了诺贝尔物理学奖。
我们现在知道中微子具有质量，这就强有力的攻破了标准模型的防线。在未来，对中微子更深入的了解或有助于物理学家构建一个完整的理论，以及回答宇宙中的一些未解之谜。
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