中微子是无处不在却又难以捉摸的粒子，它们充斥整个宇宙，每秒有数万亿个中微子穿过行星、恒星和我们的身体。这类基本粒子因其质量近乎为零、行踪飘忽不定，几乎不与普通物质发生相互作用，常被形容为“幽灵般的”粒子。
自1956年被发现以来，中微子不断以其出人意料的性质和行为让物理学家感到惊讶。例如，这类粒子有多种“味”，并且能像亚原子层面的变形者一样从一种味转变成另一种。中微子还可能是自身的反粒子，呈现出一种类似化身博士的量子二象性。而它们极其微弱的相互作用使其几乎无法被探测到。
去年，科学家提出了一个中微子激光的概念，似乎为这种粒子增添了更多神秘色彩。他们提出，可以将一团放射性原子云冷却到纳开尔文温度——只有星际空间温度的十亿分之一——从而产生一束集中的中微子束。
当原子被减速到近乎冻结的爬行状态时，它们会形成玻色-爱因斯坦凝聚体，并应作为一个量子相干整体行动，从而加速并放大其放射性衰变。物理学家当时认为，中微子作为放射性衰变的天然副产物，也应该被放大，这一过程应该能发射出一束类似激光的幽灵粒子束。
但麻省理工学院物理学家最新的工作表明，中微子激光概念以及一个类似的伽马射线方案都是不可能实现的。
在今天发表于《物理评论快报》的两篇配套论文中，麻省理工学院John D. MacArthur物理学讲席教授Wolfgang Ketterle与博士后研究员Hanzhen Lin、Yu-Kun Lu共同给出了一项分两部分的论证，证明这两个概念在物理上从根本上就是不可能的。更具体地说，他们指出，中微子激光概念之所以站不住脚，是因为“反冲”（即反应产生的动能）以及中微子本质上的“费米子”特性。
Ketterle说：“这两篇论文可以说是第一拳和第二拳，每一篇都足以否决这个提议。”
麻省理工学院物理学教授乔·福马焦曾与本·琼斯（时任德克萨斯大学阿灵顿分校物理学副教授）共同提出中微子激光设想。他认为这些新结果是一个令人信服且具有建设性的挑战。
Formaggio说：“当一个新想法——比如我们提出的那个——被分享出来时，科学界的职责就是仔细审视它。这就是科学过程，事实上，很高兴看到我们的论文引发了超出最初设想的许多思考。我们猜想这种情况还会继续。”
量子放大器
中微子激光的设想建立在“超辐射”概念之上——这是一种此前只在光子中观察到的量子放大效应。
超辐射的一种形式发生在原子云被冷却到接近绝对零度时，此时原子的运动不再由热效应决定，而是纯粹由量子不确定性决定。在这种近乎静止的状态下，即所谓的“玻色-爱因斯坦凝聚体”（BEC），原子作为一个量子关联整体同步运动。
如果光子以激光束的形式被泵入凝聚体，原子会同步地将光子沿同一方向散射回去。相比之下，室温下的原子云只会将光子向随机方向散射，最多产生微弱的辉光。当光子从原子上散射时，原子应当反过来“反冲”，就好像被撞击得向后退一样。
在玻色-爱因斯坦凝聚体中，由于原子同步反冲，它们沿同一方向散射光子的速率会呈指数增长。这种放大效应会产生光子的“超辐射”激光，科学家已经观察到了这一现象。
福马焦和琼斯（现就职于曼彻斯特大学）在他们的设想中提出，同样的超辐射效应或许也适用于放射性原子，因为这类原子在衰变时会自然发射中微子。如果将一团放射性原子云冷却形成玻色-爱因斯坦凝聚体，类似的放大效应应该会出现，并在原子同步衰变时产生一束集中的中微子束。
为了说明他们的观点，他们描述了一种情形：一团放射性铷原子云一旦被冷却成玻色-爱因斯坦凝聚体，其放射性衰变半衰期将从86天加速到1分钟。
迄今还没有人用放射性原子制造出玻色-爱因斯坦凝聚体。但如果能够做到，那么理论上这种量子态应该能产生中微子激光。
瞬时反冲
对Ketterle来说，这个想法好得令人难以置信。Ketterle是玻色-爱因斯坦凝聚体领域的顶尖专家，他在1995年共同发现了这一现象，并因此在2001年分享了诺贝尔物理学奖。他和他在麻省理工学院的团队揭示了玻色-爱因斯坦凝聚体及其他超冷物质中许多令人惊讶的性质，在这些物质中，原子能量处于最低状态。
Ketterle说：“我的经验一直是，凝聚体在低能量下能做出奇妙的事情——超流、涡旋——如果你在一个充满凝聚体的房间里说话，你要过一个小时才能听到我的声音。凝聚体就是这么慢，而且我一直得出的结论是，对于像核反应这样剧烈的事情，凝聚体不会起任何作用。”
与能量为1电子伏特的可见光子相比，原子衰变时自然发射的中微子能量要高出一百万倍。当中微子从原子中冲出时，这种发射会使原子产生比可见光子强一百万倍的反冲。
Ketterle说：“只要反冲原子留在凝聚体中，它就能使凝聚体产生超辐射，但当中微子以一百万电子伏特的能量发射时，原子的反冲速度相当于10马赫，比战斗机还快。如此之快，原子几乎会瞬间消失。”
即便如此，中微子激光的设想仍假设，逃逸的原子会在凝聚体中留下某种量子印记，告诉整个凝聚体沿着相同的类激光方