一個中微子探測器剛剛做出了令人難以置信的探測:神秘粒子比他們預期的要多得多。對這種神秘豐度的最佳解釋是存在一種假設類型的中微子,稱為「惰性」中微子。
費米實驗室的這項發現迷你布恩,複製了幾十年前的結果。早在 90 年代,新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的液體閃爍體中微子探測器 (LSND) 實驗也發現了過量的中微子- 對這種異常最流行的解釋是不孕的存在中微子。
但有一個問題:在此期間的許多其他中微子實驗都未能複製這種異常現象。那麼,這是怎麼回事?
中微子是宇宙中最豐富的粒子之一,但它們很難被發現。它們與電子類似,但它們不帶電荷且質量很小,因此它們與正常物質的相互作用非常少。
它們有三種形式──電子、μ子和τ子,後兩種與同名的較重電子有關。
然後是假設的第四種,惰性中微子。根據理論,這樣的中微子不會與物質相互作用粒子物理標準模型,除非可能是透過重力。
如果惰性中微子存在,它們會破壞標準型號,並永遠改變粒子物理學。這些粒子甚至被提議作為可能的候選人為了什麼暗物質可以製成。
但這種相互作用的缺乏也意味著惰性中微子無法透過像 LSND 或 MiniBooNE 這樣的中微子實驗直接檢測到,這些實驗使用光電倍增管來檢測惰性中微子。微小的閃光由中微子相互作用產生。
然而,過量的中微子暗示了該粒子的存在,因為理論上它們可以與正常中微子混合並改變振盪幅度。
早期的 MiniBooNE 結果顯示超過電子中微子和反中微子,這引起了物理學家的興趣,但也持懷疑態度;新的結果更加明顯。
實驗的目的是複製早期的實驗,該實驗發現中微子可以改變味道。研究人員向 MiniBooNE 的充油槽發射 μ 中微子和反中微子束,以偵測反中微子和電子中微子相互作用產生的閃光。
他們觀察到了 2,437 個事件,比預期多了約 460 個。
這使得不太可能,因為其他物理學家提出,LSND 結果是計算錯誤的結果。
但仍有其他實驗無法複製結果,包括2007 年 MiniBooNE 本身就有一個。
最可惡的是IceCube 中微子探測器的結果2016 年在南極。
這並不意味著它們不存在。但這也不代表他們會這樣做。例如,其他粒子可能導致 LSND 和 MiniBooNE 結果。
到目前為止,這些最新結果僅發佈在預印本伺服器 arXiv 上,因此雖然還沒有任何結果同儕評審然而,物理學界現在正在深入研究以找出更多答案。
我們知道結果存在,但不知道是什麼導致了它們,也不知道為什麼它們如此難以複製。但可以肯定的是,不久之後我們就會聽到更多關於惰性中微子的消息。
該論文可在預印本資源中獲取arXiv。