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“惰性”中微子搜寻无果

2018年08月19日 天文物理 ⁄ 共 833字 ⁄ 字号 暂无评论

经过长达7个月的搜寻,物理学家还是没有发现传说中的“惰性”中微子。

撰文 彼得 · 安德雷 · 史密斯(Peter Andrey Smith)   翻译 李玲玲

“惰性”中微子搜寻无果

中微子有三种类型(或三种“味”):电子中微子、μ子中微子和τ子中微子。但是物理学家猜测,还有其他形式的中微子——这些中微子表现很奇怪,几乎从不与其他粒子互相作用。这种“惰性”中微子也许能解开物理学界的一些重要难题。例如,使人困惑的暗物质,它们显然遍布宇宙并且会对普通物质施加引力。

但搜寻几十年,这种中微子依旧不可捉摸,最近一次试图现场捕捉它们的努力也落空了。经过长达7个月的搜寻,中国大亚湾反应堆中微子国际实验团队中的物理学家仍然一无所获。

这次特别的搜寻是在地下进行的。大亚湾反应堆位于广东省,这些中微子探测器,埋设在一组核反应堆下面的不同深度处。这是因为核电厂发生的裂变反应,会自然而然地产生许多电子中微子的反物质对应物。中微子,说来也奇怪,它的“味”能在一个叫做振荡(oscillation)的过程中发生转换,只要这些反物质粒子在飞速运动,其中一些就会转变成反μ子中微子或反τ子中微子,一路撞向中微子探测器。科学家粗略知道有多少反电子中微子会变成其他中微子,并利用这种计算来推断:是否有反电子中微子在最深处的探测器那消失了。如果有粒子消失,就意味着原来的反中微子很可能变成了惰性中微子。

美国布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)的物理学家米德兰·迪万(Milind Diwan)也是大亚湾实验小组的一员,他说:“大亚湾没有找到消失的中微子,说明这个特殊的领域不可能有惰性中微子了。”这一结果发表在2014年10月的《物理评论快报》(Physical Review Letters)上,不过实验结果仅仅排除了某些质量和特性的粒子,所以有关惰性中微子的终极真相仍然没有被揭开。大亚湾实验现场的物理学家会继续在更大特性范围内寻找这种粒子。毕竟,搜寻希格斯玻色子的头30年也是一无所获的。

 


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