无菌中微子仍为理论概念

为期七个月的中微子实验未发现传闻中的无菌中微子的迹象

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中微子有三种类型,或称“味”:电子中微子、μ子中微子和τ子中微子。但物理学家怀疑可能还存在其他类型,而且它们将非常奇怪——几乎从不与其他粒子相互作用。这些“无菌”中微子可能解决物理学中一些最大的谜团。例如,它们可能促成神秘的暗物质,暗物质显然弥漫宇宙,并对普通物质施加引力。

然而,尽管进行了数十年的寻找,无菌中微子仍然难以捉摸,最近一次试图捕捉它们行动的尝试也空手而归。在中国运行国际大亚湾反应堆中微子实验的物理学家们,该实验研究中微子行为,在为期七个月的搜寻后,没有发现无菌中微子的证据。

这项特别的搜索发生在地下:大亚湾的中微子探测器埋藏在广东省一群核电站下方的不同深度。这是因为工厂发生的裂变反应自然会产生大量电子味中微子的反物质对应物。奇怪的是,中微子可以在一个称为振荡的过程中转换味道,因此当这些反物质粒子飞驰时,其中一些会变成μ子或τ子反中微子,沿途撞击探测器。科学家们大致知道应该有多少电子反中微子会变成其他味道,他们使用这种计算来确定最深处的探测器是否缺少任何电子反中微子。缺少粒子意味着原始粒子可能变成了无菌中微子。


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大亚湾缺少中微子的现象的缺失“在这个特定领域没有为存在无菌中微子留下空间”,布鲁克海文国家实验室物理学家米林德·迪万说,他是该实验团队的成员。《物理评论快报》十月份发表的结果,仅在一定的质量和特征范围内排除了这些粒子,因此关于无菌中微子的最终真相仍然未知。该站点的物理学家将继续在更广泛的特征范围内寻找这些粒子。毕竟,最初 30 年对希格斯玻色子的搜索一无所获。

克拉拉·莫斯科维茨《大众科学》的高级编辑,她在那里报道天文学、空间、物理学和数学。她在《大众科学》工作了十年;此前她曾在 Space.com 工作。莫斯科维茨曾对火箭发射、航天飞机升空和着陆、亚轨道太空飞行训练、山顶天文台等进行现场报道。她拥有卫斯理大学的天文学和物理学学士学位,以及加州大学圣克鲁兹分校的科学传播研究生学位。

更多作者:克拉拉·莫斯科维茨
大众科学杂志 第312卷 第1期本文最初以“理论粒子,仍然是理论”为标题发表于《大众科学杂志》第312卷第1期(),第16页
doi:10.1038/scientificamerican0115-16
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