無菌中微子仍為理論概念

為期七個月的中微子實驗未發現傳聞中的無菌中微子的跡象

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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。但物理學家懷疑可能還存在其他型別,而且它們將非常奇怪——幾乎從不與其他粒子相互作用。這些“無菌”中微子可能解決物理學中一些最大的謎團。例如,它們可能促成神秘的暗物質,暗物質顯然瀰漫宇宙,並對普通物質施加引力。

然而,儘管進行了數十年的尋找,無菌中微子仍然難以捉摸,最近一次試圖捕捉它們行動的嘗試也空手而歸。在中國執行國際大亞灣反應堆中微子實驗的物理學家們,該實驗研究中微子行為,在為期七個月的搜尋後,沒有發現無菌中微子的證據。

這項特別的搜尋發生在地下:大亞灣的中微子探測器埋藏在廣東省一群核電站下方的不同深度。這是因為工廠發生的裂變反應自然會產生大量電子味中微子的反物質對應物。奇怪的是,中微子可以在一個稱為振盪的過程中轉換味道,因此當這些反物質粒子飛馳時,其中一些會變成μ子或τ子反中微子,沿途撞擊探測器。科學家們大致知道應該有多少電子反中微子會變成其他味道,他們使用這種計算來確定最深處的探測器是否缺少任何電子反中微子。缺少粒子意味著原始粒子可能變成了無菌中微子。


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大亞灣缺少中微子的現象的缺失“在這個特定領域沒有為存在無菌中微子留下空間”,布魯克海文國家實驗室物理學家米林德·迪萬說,他是該實驗團隊的成員。《物理評論快報》十月份發表的結果,僅在一定的質量和特徵範圍內排除了這些粒子,因此關於無菌中微子的最終真相仍然未知。該站點的物理學家將繼續在更廣泛的特徵範圍內尋找這些粒子。畢竟,最初 30 年對希格斯玻色子的搜尋一無所獲。

克拉拉·莫斯科維茨《大眾科學》的高階編輯,她在那裡報道天文學、空間、物理學和數學。她在《大眾科學》工作了十年;此前她曾在 Space.com 工作。莫斯科維茨曾對火箭發射、太空梭升空和著陸、亞軌道太空飛行訓練、山頂天文臺等進行現場報道。她擁有衛斯理大學的天文學和物理學學士學位,以及加州大學聖克魯茲分校的科學傳播研究生學位。

更多作者:克拉拉·莫斯科維茨
大眾科學雜誌 第312卷 第1期本文最初以“理論粒子,仍然是理論”為標題發表於《大眾科學雜誌》第312卷第1期(),第16頁
doi:10.1038/scientificamerican0115-16
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