有史以來最高能的幽靈粒子，會是霍金輻射的首個證據嗎？

中微子、暗物質、黑洞和霍金輻射——這些令人稱奇的概念，在一項最近發表在《物理評論快報》的研究中，被緊密聯系在了一起。

這項研究要從常被稱為“幽靈粒子”的中微子說起。

中微子是宇宙中的一種基本粒子，它們幾乎不與物質相互作用，可以毫無阻礙地穿過地球。為了捕捉它們，科學家在世界各地建造了巨型探測器，比如位于地下深處的江門中微子實驗，南極冰層之下的IceCube，以及地中海深處的KM3NeT。

絕大多數從外太空抵達地球的中微子能量都比較低，但近年來，IceCube 和 KM3NeT探測到了少數能量高達1-100PeV的中微子。今年2月，KM3NeT甚至報告探測到了一個220PeV的中微子，突破了所有此前的觀測紀錄。

但問題隨之而來：如此極端能量的中微子是如何產生的？已知的天體“加速器”，如超新星爆炸、伽馬射線暴等，都難以解釋這些事件。

在最新的研究中，物理學家提出了一個引人入勝的可能性：這些中微子可能源自原初黑洞。

目前，天文學家已經發現了許多由恒星坍縮形成的恒星級黑洞，以及拍攝到了星系中心的超大質量黑洞的視覺證據。但理論上，在宇宙大爆炸的第一秒，極端致密的物質甚至可以直接坍縮形成原初黑洞。

與其他類型的黑洞一樣，原初黑洞會通過霍金輻射不斷蒸發。它們的壽命與其質量的三次方成正比：大黑洞壽命極長，而小黑洞則會在宇宙演化中逐漸蒸發殆盡。

黑洞溫度與質量成反比，所以當黑洞逐漸失去質量，溫度就會越高，釋放出的粒子能量也越強。當黑洞進入生命最后階段時，蒸發會在極短時間內加速，最終發生一次劇烈爆發，釋放出包括特高能中微子在內的各種粒子。

在這項研究中，物理學家假設原初黑洞不僅存在，還可能構成暗物質的重要組成部分。這樣一來，它們就會分布在銀河系的暗物質暈中。其中一小部分質量較低的原初黑洞，如今已進入蒸發的最后階段。

結果顯示，原初黑洞的爆炸既能解釋為什么IceCube和KM3NeT僅捕捉到極少數超高能中微子事件，也能解釋它們的能量為何如此之高。而KM3NeT捕捉到220PeV事件，則可能是一例罕見的近距離爆發。

若這個假說成立，那么未來探測到的高能中微子在空間分布上應有特定偏好——它們更有可能來自銀河系中心，因為那里的暗物質密度最高。

如果這一假說得到驗證，不僅揭示了特高能中微子的起源，還將為原初黑洞和霍金輻射提供證據，甚至幫助我們理解暗物質的本質。