一项关键的粒子物理实验的未来充满不确定性。该设施是一个用于研究中微子的探测器，位于新墨西哥州沙漠深处，与美国唯一的深层地质核废料储存库相邻。但自2月份储存库发生放射性泄漏事故以来，研究人员一直无法进入地下场所，因此他们不得不封存该实验。
富氙观测站-200 (EXO-200) 于 2007 年安装在卡尔斯巴德附近的废物隔离先导工厂 (WIPP)，该储存库位于地下 655 米深的盐床中。截至事故发生时，研究人员夜以继日地工作，已经积累了两年的数据；这些发现今天发表在《自然》杂志上。
加州斯坦福大学的物理学家、EXO-200 的首席研究员乔治·格拉塔表示，这场事故发生的时间再糟糕不过了。该探测器正处于升级以提高其灵敏度的过程中；它原本计划再运行两到三年，但该计划现在受到质疑。他说：“目前 WIPP 的情况非常糟糕。”
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地下科学
EXO-200 是全球少数几个试图解决中微子是否是自身反粒子的难题的实验之一，方法是寻找一种被称为无中微子双β衰变的难以捉摸的现象。
普通的双β衰变是一种放射性衰变形式，其中元素通过在元素周期表中向前跳跃两步而发生嬗变——例如，从氙到钡。原子核中的两个中子同时转化为质子，并且在此过程中它们会发射两个电子（β射线）和两个反中微子。如果中微子和反中微子是相同的东西（一种假设的现象，称为马约拉纳粒子），那么这两个反中微子一旦产生就可能会相互湮灭。物理学家会检测到射出的电子，但不会检测到反中微子。
这种“无中微子”双β衰变意味着中微子是马约拉纳粒子，即假设的存在，它们是自身的反粒子。这反过来可以解释为什么中微子具有质量——这是一个似乎与粒子物理学的标准模型相矛盾的观测事实。
今天发表在《自然》杂志上的结果显示，没有无中微子衰变。它们对无中微子衰变在未被发现的情况下可能发生的频率设置了最严格的限制——这个数字还将为中微子的质量设定上限。
精密设备
EXO-200探测器使用200公斤的液态氙，其中富含同位素氙-136，并将其保持在167开尔文的温度下。它要求极低的本底放射性水平，而且也许与直觉相反，WIPP为它提供了理想的场所。格拉塔解释说，在地下深处，探测器可以屏蔽宇宙射线，并且盐床的本底放射性远低于其他岩石类型，许多岩石会释放辐射或放射性物质（如氡气）。
但是，保持探测器冷却需要复杂而精密的低温学和其他需要持续维护的硬件，他说。该机器还必须不断地重新调平，以适应不断移动的盐层地板。格拉塔说，由于几个月无法进入探测器，研究人员别无选择，只能至少暂时将其关闭。
他“非常担心”研究人员何时会被允许返回，并担心探测器在他们能够到达时会处于不良状态。他希望在废物储存库开放之前进入地下实验室。该实验位于矿井的北端，远离储存废物且放射性污染仍然是一个问题的南端。
WIPP地下测试协调办公室经理道格·韦弗说，何时允许科学家返回将取决于恢复工作的进展。他希望EXO-200科学家可以在7月或8月被允许进入，至少进行必要的维护。稍后将允许进一步进入，以使实验重新启动并运行。
并非如此中性
目前尚不清楚储存库本身何时会重新开放。放射性泄漏被认为是由于一个或多个废料桶中的内容物发生化学反应并破裂而造成的——上个月，美国当局估计，该地至少有368桶废物可能发生同样的反应。
上周，美国能源部和核废料合作组织（运营 WIPP 场地的承包商）表示，至少需要两年时间才能密封可疑的桶。
已知破裂的桶是新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室 (LANL) 的一批废料的一部分。它含有硝酸盐，当局怀疑这些硝酸盐可能与用于吸干液体的吸收剂发生了反应，产生热量，将桶盖炸开。
但上周出现了一个新的假设，此前有消息披露，LANL 的承包商，犹他州盐湖城的 EnergySolutions 公司，已将以前用于中和废物中酸和碱的干试剂改为液态试剂。已知液态试剂会与硝酸盐发生反应。在 2013 年 8 月的一封电子邮件中，参与此次转换的 EnergySolutions 员工告诉 LANL 官员，“由于钚的水反应性和临界安全问题不是我的专业领域，因此最好让 LANL 人员也来权衡这些问题。”
本文经《自然》杂志授权转载。这篇文章于2014年6月4日首次发表。