过去几天对物理学家来说很艰难。上周晚些时候，欧洲核子研究组织（LHC）的科学家们表示，他们 并没有看到预期的某种新粒子。紧接着，寻找新型幽灵粒子中微子的研究人员也宣布他们 一无所获。
这些粒子目前都只是理论上的存在，但如果它们被发现，将有助于物理学朝着一个急需的新方向发展。然而，一些科学家寄希望于发现某种奇特的现象，结果却一无所获。
本周早些时候，冰立方中微子天文台的物理学家表示，他们未能找到任何无菌中微子存在的证据。这令人失望，但首先让我们来谈谈这些粒子是什么。
中微子是一种亚原子粒子，类似于电子或夸克，但它们特别“孤僻”。它们不断地穿过地球，穿过你，穿过一切，与其他物质的相互作用如此微弱，以至于你永远不会注意到。此刻，数万亿的中微子正从你体内穿过。它们几乎没有质量，这使得捕获它们非常困难，但物理学家们仍尝试这样做，因为中微子或许能帮助我们理解 宇宙为何存在。在宇宙诞生之初，物质和反物质不知何故发生了不平衡的分配，导致了物质的过剩——这就是我们存在的原因。一些理论家认为中微子可能在其中扮演了某种角色。
中微子有三种类型，称为“味”：μ子、电子和τ子。然而，一些实验，特别是洛斯阿拉莫斯国家实验室和香港大亚湾核反应堆的实验，曾暗示可能存在第四种味。这种被称为“无菌中微子”的粒子，除了引力之外，几乎不与其他物质发生任何相互作用。它会影响其他中微子与物质相互作用的方式。因此，如果它存在，将有助于回答一些关于暗物质以及可能其他宏观宇宙学问题。
“就像猫王一样，人们到处都能看到无菌中微子的迹象，”冰立方项目首席研究员Francis Halzen在一份声明中说。“有一系列迹象表明它存在，理论家们对此深信不疑。”
现在看来，第四种中微子最终并不存在。但科学家们是如何知道的呢？如果这种无菌中微子不与任何东西相互作用，你又如何能捕获它呢？
冰立方通过位于南极洲地下约一英里处、埋藏在透明南极冰层中的5160个光探测传感器来寻找中微子。当一个中微子撞击原子核时，传感器会捕捉到由此产生的标志性蓝色闪光。这是一个中微子望远镜，但它并非观测天空；相反，它利用地球作为过滤器，从地下探测穿过地球的中微子。
要捕获无菌中微子，你需要利用中微子另一个奇怪的特性：当它们在宇宙中旅行时，它们会“变身”，在不同“味”之间切换。（这种振荡可能是导致宇宙中反物质和物质不对称的原因之一）。你可以假设在无菌中微子“变身”成另一种类型时捕获它。
在分析了一年的数据后，科学家们未能找到任何证据。这实际上对“粒子和力的标准模型”来说是个好消息，该模型是理解宇宙最小构成单元的框架。它迄今为止预测的所有事物都已实现，最近的一次是 希格斯玻色子的发现，而LHC正是为了寻找它而建造的。标准模型中并没有为第四种中微子留有空间。
然而，打破标准模型实际上是件好事。发现无菌中微子将迫使物理学家们提出新的想法来解释我们仍然不理解的事情，比如宇宙为何由某种物质构成而不是虚无，以及暗物质是什么。这些新想法甚至可能指向一种能够统一电磁力、弱力和强力的“大统一理论”。
出于同样的理由，最近几周粒子物理学家们对LHC发现了某种可能存在的“巨型粒子”的消息议论纷纷，这也关系到这些更宏大的问题。既没有发现那种粒子，也没有找到难以捉摸的中微子，意味着我们仍然处于黑暗之中。
