龐學林搖頭笑道:“喬教授，太陽中微子中確實存在這種惰性中微子，但是惰性中微子在轉化過程中，存在的時間很短，我們很難通過現有手段觀測到。但是你有沒有想過，通過宇宙中微子背景輻射去尋找這種惰性中微子?我記得部署在太空中的宇宙中微子背景觀測陣列，就是由高能所掌控的吧，我需要從你這裡獲取過去三十年中微子背景輻射觀測陣列所觀測到的所有數據！”

　“宇宙中微子背景輻射……”

　喬安華皺起眉，喃喃自語。

　與宇宙微波輻射類似，宇宙中微子背景輻射是大爆炸的殘留中微子組成。

　隨著測量精度的不斷提高，在過去數十年進行的一系列實驗中，天體物理學家發現宇宙背景輻射溫度在不同的區域有微小的起伏。

　這些測量提供了關於宇宙年齡和構成的最精確的圖景，目前的觀測數據顯示，宇宙中微子背景每立方厘米大約有150個中微子，溫度約為2開爾文，而且與微波背景一樣是各向異性的。

　這種每個方向略有不同的各向異性現象存在於所有案例中，無論是早期宇宙中的物質還是我們今天所見的龐大的星系、星系群。

　“可是龐教授，宇宙中微子背景輻射就跟宇宙微波背景輻射一樣，雖然存在一定的起伏波動，但這種起伏波動非常平穩，基本上可以將其視為一條直線，而且我們的中微子背景輻射觀測陣列雖然可以測量中微子振蕩，但只能觀測到中微子在傳播路程中發生周期性變化，由於我們的觀測陣列中存在太陽中微子的干擾，導致觀測到的宇宙中微子背景輻射中，存在某種周期性，差不多每28天一個循環，這幾乎和太陽繞自己軸心自轉的周期重合，在這種情況下，我們實際上觀測到的中微子背景輻射是存在很大的偏差的，想要在這些數據中找到惰性中微子存在的證據，這……這可能麽?！”

　龐學林笑道:“喬教授，你有沒有想過，中微子具有靜質量，這種周期性是由於太陽不均等的磁場作用造成的。磁場強度的變化，使部分中微子流嚴重偏移，我需要的，恰恰就是這種發生嚴重偏移的中微子流產生的數據！”

　喬安華瞪大了眼睛:“龐教授，你的意思是?”

　喬安華仿佛隱約捕捉到了龐學林的想法。

　龐學林淡淡笑道:“不管是電中微子，μ子中微子，還是τ子中微子，它們的質量不超過1.1電子伏特，還不到單個電子的五十萬分之一，但我剛才提到的這種惰性中微子，卻是一種重中微子，按照我計算出的數據，惰性中微子的質量上限應該達到200電子伏特，比剩下幾種中微子高出了兩個數量級。而不管在宇宙中微子背景輻射還是太陽中微子輻射中，電中微子、μ子中微子、τ子中微子之間的轉化每時每刻都在發生，也就是說，大量的惰性中微子夾雜在這三種中微子中，因為我們觀測手段的原因，我們沒辦法從這幾種中微子中分辨出這種惰性中微子的存在。但是，只要我們能夠精準測定出宇宙中微子背景輻射裡太陽中微子流的偏移角度數據，就能確定太陽中微子射流的質量，將理論質量與實際觀測到的質量做對比。只要存在這種惰性中微子，那麽太陽中微子流的質量恐怕遠遠超出我們的預估！”

　喬安華的眼睛瞪得越來越大，甚至還有些駭然。

　雖然過去半年，龐學林的水平早就在學術界傳開，甚至在數學領域龐學林還幫助科學界解決了幾個重量級的猜想。

　但喬安華從未想過，龐學林在基礎物理學領域，竟然也有這種水平。

　隱隱間，喬安華甚至有種酸溜溜的感覺。

　他很清楚，如果宇宙中微子背景輻射所觀測到的數據與龐學林預測的保持一致，那麽基礎物理學必將往前推進一大步，這個年輕人也將在物理學史上留下濃墨重彩的一筆。

　諾貝爾物理學獎對他而言更是如同探囊取物。

　“龐教授，稍等，我馬上去數據中心取數據！”

　龐學林點點頭，看著喬安華的身影一路小跑著出了辦公室。

　半小時後，龐學林從喬安華手中拿到了過去三十年宇宙中微子背景輻射陣列所觀測到的所有數據。

　接下來的三個月，龐學林再次進入閉關狀態。

　三十年的數據，大小超過整整30TB，如果不是經過基因優化藥劑的改造，單單分析這些數據，龐學林就需要幾年時間。

　但現在，對他而言，分析數據就是小兒科，最重要的，是如何從這些數據中獲取自己想要的信息。

　這種研究如同大海撈針，但龐學林卻顯得興致勃勃。

　以往穿越的那些世界，因為種種原因，龐學林雖然見識到了大量的黑科技，也學習了不少物理學、化學領域的前沿知識，但要說獨立做研究，這還是第一次。

　【宇宙大爆炸中產生的大量光子在熱大爆炸結束後遺留下來，隨著宇宙膨脹而紅移冷卻，形成了我們今天觀測到的宇宙微波背景輻射。

　類似地，在宇宙大爆炸期間產生的大量中微子也遺留下來，形成了宇宙中微子背景。】

　【早期宇宙中溫度、密度都很高，因此中微子與其他粒子如重子、正負電子、光子等都發生充分的相互作用而形成熱平衡流體，中微子可與其他粒子相互轉化，這時中微子的分布符合極端相對論性的費米分布。對於一種極端相對論粒子，其數量和質量密度為n=[3/4]F*ζ(3)/π^2*gT^3，ρ=[7/8]F*π^2/30*gT^4……】

　【其中T為溫度，g為自由度，ζ為黎曼Zeta 函數。對於費米子則適用前面有下角標F 的因子，對玻色子該因子等於1。隨著宇宙膨脹，弱相互作用反應速率迅速下降(~T5)，難以維持中微子與其他粒子的熱平衡。當弱相互作用反應速率Γ

　【但是，在中微子退耦後不久，早期宇宙中大量存在的正電子與負電子大量湮滅為光子對，這導致光子氣體溫度的下降在

　一段時間內較中微子慢一些。一種簡單的近似處理是考慮此過程中系統的熵:在正負電子對湮滅前，光子、正電子和負電子各有兩個自旋態，而費米子需乘以因子7/8，因此總有效自由度為g*si=2γ+(2e-+2e+)*7/8=11/2】

　【正負電子對湮滅後相應的熵轉移到光子中，自由度為2。總熵在此過程不變，則Tf=(11/4)^1/3*Ti，最終光子氣體的溫度與中微子氣體溫度之間關系為Tv=(4/11)^1/3*Tγ】

　【今天宇宙微波背景輻射的溫度為2.725K，因此若中微子為無質量粒子，則其今天的溫度將是1.945K。實際上由於中微子有質量，其溫度還要下降得更低一些。中微子振蕩現象表明中微子質量不為零，但這個質量尚未測出。每種中微子(包括正、反粒子)今天的數量密度約為112 cm-3，據此可得今天的中微子相對密度為Ων=Σ mν/(93.8 h2 eV)。】

　……

　【中微子退耦的時期也正是大爆炸核合成開始的時期。在這一時期，宇宙中的重子主要以質子和中子的形式存在。此後，質子和中子通過核反應形成氘核，進而繼續反應生成氚(3H)，氦3(3He)，氦4(4He)等。由於氘的結合能較低，而重子數量遠小於光子，因此氘很容易被大量黑體輻射光子中能量較高的少量光子破壞，因此盡管氘是質子中子直接反應的產物，但最後形成的量並不多，其豐度主要取決於重子數密度，穩定的氦則形成較多，其豐度與重子數密度和膨脹率都有關系。】

　【中微子在這一過程中並不直接發揮重要作用，而是主要影響宇宙的膨脹速度。每種相對論粒子都會貢獻部分宇宙密度，總的密度正比於有效相對論自由度g*。在粒子物理標準模型中，有3 代中微子。如果考慮存在非標準模型的中微子g*=10.75+7/4 ΔNν，這裡10.75 是標準模型給出的大爆炸核合成時期的有效相對論自由度，而ΔNν，表示超出標準模型的輕中微子的種類，這裡“輕”指的是中微子質量遠小於大爆炸核合成時期的溫度(~0.1MeV)因而可以被視為極端相對論粒子。給定我們今天觀測到的哈勃膨脹率H0，宇宙密度越大，也就意味著核合成時期的宇宙膨脹率越高。】

　【而宇宙膨脹速率越高，相應地可供反應的時間尺度也越短，這對原初氦豐度的影響是，近似地，ΔY=0.013ΔNν。因此，根據原初氦豐度，可以限制宇宙中存在的中微子的數量，人們據此推測隻存在三種中微子，考慮到實際的中微子退耦過程不是瞬時的，常取標準值Nν=3.046。不過，氦豐度測量精度有限，氦原初豐度還要從測到的河外電離區氦豐度外插。近年來，氦原初豐度的測量值比過去大，目前的測量值從0.246 到0.254 都有，其差異大於統計誤差。另外Nν與重子數密度存在簡並，也限制了這種方法的精度。從氘和氦豐度，可以得出中微子數量的限制為1.8

　【實際上，用此方法給出的限制不限於中微子，任何“暗輻射”成分都可以被限制。一個大爆炸時和中微子同時處在熱平衡中的零質量玻色子可等效為4/7 ~= 0.57 個中微子。更早地在正反μ子湮滅之前(T~100MeV)退耦的零質量玻色子可等效為0.39 個中微子。】

　……

　整整三個月的時間，龐學林一步都沒有踏出自己的房間。

　餓了，自然有人會將食物送進來。

　困了，倒頭就睡。

　至於洗澡什麽的，那是不存在的。

　如果說之前，龐學林在研究除數學意外的其他學科時，都帶有某種目的的話，那這一次，他的研究要純粹許多。

　他頭一次從基礎物理學的研究中，找到了和研究數學類似的樂趣。

　這種通過上帝視角尋找物質本源的過程，讓他感覺到了一種純粹的快樂。

　一直到三個月後，龐學林緊閉的房門才倏然打開。

　出現在龐學林面前的，除了喬安華外，還有沈淵！

　“龐教授，怎麽樣了?找到我們需要的東西了嗎?”

　喬安華眼睛一眨不眨地盯著龐學林。

　龐學林微微一笑，說道:“不辱使命！”

　喬安華和沈淵對視一眼，均從對方眼中看出了一絲興奮的表情。

　喬安華的興奮在於，中微子領域的研究在停滯了數十年以後，終於又有了突破性的進展。

　沈淵的興奮在於，惰性中微子的出現，很有可能讓人類在中微子探測領域取得突破。

　而這種突破，將會為拯救被困地心深處的沈靜提供了基礎。

　“阿林，你看你，三個月了，都不打理一下自己，整個人都發臭了，你先去洗個澡，順便把頭髮剪一下，到時候咱們再匯合討論！”

　沈淵對龐學林道。

　龐學林抬起自己的手臂聞了聞，說道:“老師，我好像沒聞到什麽臭味啊！”

　沈淵哭笑不得道:“你自己能聞到才怪，趕緊去洗洗，洗完再說！”

　“哦！”

　龐學林笑了笑，直接返回自己的房間。

　半小時後，頂著一頭蓬松的頭髮的龐學林出現在了高能物理研究所的會議室內。

　出席這次會議的，除了喬安華、沈淵外，還有來自高能物理所的另外兩位院士季青青、劉旭以及中科院大亞灣中微子實驗室的主任曹廣雲、清華大學理論物理學教授王崇慶。

　在會議開始前，龐學林首先將自己過去三個月的成果分享給在座的眾人，然後說道:“大家好，歡迎大家參加這次我們內部的學術報告會，過去三個月，我根據從高能所拿到的過去三十年間的中微子宇宙背景輻射觀測陣列數據，對其進行了細致的分析，最終根據這些數據，我基本上可以判定，在我們的宇宙中，存在第四種惰性中微子。這種中微子，將會成為溫暗物質的有力候選者，同時也對我們宇宙的演化產生了非常重要的影響。”

　“接下來，我會向各位展示這種中微子存在的證據。眾所周知，宇宙的早期是輻射為主時期，在今天的宇宙中密度幾乎可以忽略的光子和中微子等極端相對論粒子在輻射為主時期是宇宙密度的主要貢獻者。輻射-物質相等發生在紅移約3200時，此後宇宙是物質為主了，但到複合時期(紅移約1100)，中微子仍對密度有顯著貢獻。”

　“如果存在更多的中微子種類，它將影響複合時期的宇宙膨脹速率，並進而影響宇宙在複合時期的年齡、擴散的尺度、聲波視界大小等，這些在宇宙微波背景輻射(CMB)溫度和偏振各向異性角功率譜中顯現出來，更多中微子數量總的效果是使CMB 角功率譜中的所謂衰減尾(damping tail)移到更大尺度上。綜合哈勃常數測量及WMAP，ACBAR，ACT，SPT 等實驗的CMB 數據，在l 的值位於1000 ～ 3000 處一度測到了偏大的衰減，給出的有效自由度Neff>3……”

　“但是，目前最新的中微子陣列衛星數據給出的Neff 很接近3:Neff=3.13±0.32，普朗克衛星TT+lowP;Neff=3.15±0.23，普朗克衛星TT+lowP+BAO;Neff=2.99±0.20，普朗克衛星TT，TE，EE+lowP;Neff=3.04±0.18，普朗克衛星TT，TE，EE+lowP+BAO。這裡普朗克衛星TT，TE，EE 指的是普朗克測得的溫度和E 型偏振(TT，TE，EE)自相關和互相關角功率譜，lowP 是指l