三台中微子探测器，一个结论

中微子有三种类型，它们在飞行途中会从一种类型变成另一种——也就是发生振荡。大气中微子在证明这一现象、以及确立中微子具有质量的过程中起了核心作用。但关于这些质量，有一个基本问题仍未解决：它们的排列顺序。第三个质量态是三者中最重的（“正序”），还是最轻的（“反序”）？

作者指出，这个答案的意义不止于中微子本身：它关系到中微子可能具有的“马约拉纳”（Majorana）性质——这是一个深刻的未解问题；它也与宇宙学测量相关联，而目前的宇宙学测量倾向于正序。

三台探测器，一次拟合

哈佛大学的Miaochen Jin和卡洛斯·阿圭列斯（Carlos Argüelles），与巴勃罗·费尔南德斯-梅嫩德斯（Pablo Fernández-Menéndez，圣地亚哥-德孔波斯特拉）和伊万·马丁内斯-索莱尔（Iván Martínez-Soler，马德里和杜伦）一起，合并了三台观测同一批中微子的探测器的公开数据：

• 超级神冈（Super-Kamiokande），位于日本一座矿井中的5万吨水，使用其全部纯水阶段数据：6511天的观测。
• 冰立方-DeepCore（IceCube-DeepCore），一台埋在南极冰层下1450至2450米深处的探测器的致密核心：8年数据。
• KM3NeT/ORCA，仍在地中海建设中，使用其最初的六条探测线：510天、5828个事件。

此前的联合分析只是把已发表的结果简单相加。而这里，所有事件样本是同时拟合的。由于三台探测器看到的是同样的中微子通量、与同样的水发生相互作用，关于通量和相互作用的不确定性是它们共有的。于是，一个实验的大统计量可以帮助锁定那些原本会让另一个实验的结果变得模糊的误差。

在此过程中，团队发现了超级神冈公开数据中的一个错误。该合作组确认了这一错误并提供了修正版本，本研究在其公开发布之前就使用了该版本。

上：各探测器以及联合分析（黑色）给出的两个振荡参数的允许区域。下：观测结果（黑线）与数千次假设正序（蓝色）或反序（橙色）的模拟实验的比较。——图1，Jin、Argüelles、Fernández-Menéndez & Martínez-Soler（2026），arXiv:2610.12208，CC BY 4.0。

每条线索累加起来

单独来看，每台探测器都只是稍微偏向正序。合并之后，这种偏好变得清晰：在反序假设下，拟合的检验统计量要差11.0个单位。为了把它换算成概率，团队在一个反序的宇宙中模拟了4397次伪实验。只有2次给出了和真实数据一样极端的结果。反序被以99.95%的置信度，即3.3σ排除。

信号从何而来？能量在20亿到100亿电子伏特之间、穿过地球地幔和地核的中微子，其转化方式取决于质量顺序。在正序下，它们穿过的物质会增强中微子（而不是反中微子）的转化，而三台探测器会一同对这种增强做出响应。

免费附送的精度

同一次拟合还在不借助任何粒子加速器的情况下测量了中微子的其他性质：

• 驱动这些振荡的质量平方差精确到2.2%，一个混合角精确到6.1%，作者称这可与加速器实验相媲美；
• 一个混合角与可能的最大值相容；
• 对CP破坏相位——一个与物质和反物质之间的不平衡相关的量——给出了限制，而且完全不依赖任何束流实验。

还不算发现

这个结果附带若干告诫。它是对公开数据的独立再分析，并非三个合作组的官方结果。采用一种更保守的统计判据，显著性会降到2.55σ。整体拟合质量平平（概率为0.011），主要受ORCA数据影响，而且三组数据之间存在2.2σ的轻微张力。作者声明，一些他们未具名的AI工具协助准备了论文、图表和代码。

他们的展望是：把反应堆实验JUNO加入这些大气中微子数据，按他们的粗略估计，可以把答案推近4σ——他们表示，这个数字仍需一次完整的联合模拟来确认。“正序正呼之欲出，”他们写道。