一項期待已久的實驗的首批結果，對十年前暗示存在第四種中微子的觀測結果提出了質疑。中微子是一種幽靈般的粒子，極少與普通物質發生相互作用。來自費米國家加速器實驗室（位於伊利諾伊州巴達維亞）MiniBooNE實驗的研究人員昨天公佈了這一發現。
第四種中微子的證實將向研究人員發出訊號，表明他們非常成功的標準模型存在問題，該模型描述了已知的粒子。“我們一直在焦急地等待，”波士頓大學的中微子物理學家愛德華·卡恩斯說，他從事其他中微子實驗。他說，看到新的東西總是更令人興奮，但“至關重要的是，我們要擺脫這種想法，專注於其他想法。”
中微子有三種類型，或稱味：電子中微子、μ子中微子和τ子中微子。過去十年進行的實驗已經證實，中微子可以在不同味之間來回振盪。
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MiniBooNE 團隊正在尋找μ子中微子轉變成電子中微子的跡象。
早期的實驗，即洛斯阿拉莫斯國家實驗室 (LANL) 在新墨西哥州進行的液體閃爍體中微子探測器 (LSND) 實驗，在用反μ子中微子（μ子中微子的反物質對應物）轟擊目標後，發現了過量的電子中微子。如果味改變是罪魁禍首，一種解釋可能是存在第四種“惰性”中微子，它與物質的相互作用甚至比其他三種更少，所有這三種中微子都不斷地穿過地球而未被注意到，偶爾會撞擊原子核。
卡恩斯說，這些結果“有點像一隻怪鴨——它們不合群”。
為了檢驗這一發現，MiniBooNE 研究人員向 500 米外一個直徑 12 米的球形礦物油罐發射了一束普通物質的μ子中微子。當電子中微子撞擊油中的碳核時，會發出藍色的閃光。光束以一定的速率直接產生電子中微子；更高的頻率將預示著意想不到的事情。
該小組報告稱，對於不同能量的μ子中微子，電子中微子事件的速率總體上沒有增加，這本可以支援 LSND 關於中微子味轉換的觀點。“我們已經相當確鑿地排除了那種模型可能發生的情況，”哥倫比亞大學物理學家珍妮特·康拉德說，她是 MiniBooNE 團隊的發言人。
但還有其他更奇特的模型仍有待檢驗，LANL 的聯合發言人威廉·路易斯說，他曾參與 LSND 實驗。“這是一個價值 64,000 美元的問題，”他說。“MiniBooNE 的結果是否與 LSND 一致，LSND 的超量訊號是否是真實訊號？”該團隊已開始使用反中微子進行實驗，以排除其他可能性，例如物質和反物質之間略微的不對稱性。
該小組確實發現，在較低能量下，電子中微子的數量出現了奇怪的上升——369 個事件，而不是 273 個。但路易斯說，這其中的意義尚不清楚。這可能意味著物理學家忽略了實驗中的一個細微細節，或者錯誤地計算了中微子與原子核碰撞的速率。
卡恩斯說，他懷疑某種細微但尋常的影響正在發揮作用：“在我看來，這像是會在進一步的審視下枯萎的東西。”