理論預測與實驗結果之間存在奇怪的差距重大中微子研究項目可能是難以捉摸的「無菌」的標誌中微子– 一個如此安靜的粒子,只能透過其尾跡中留下的沉默來檢測它。
這已經不是第一次了已發現異常,加上先前的實驗數據,暗示了中微子研究領域的一些奇怪的事情。 這一次,它是在巴克桑無菌轉變實驗(BEST)中檢測到的。
假設的惰性中微子的明確證據可以為物理學家提供宇宙神秘供應的可靠候選者暗物質。 另一方面,這可能完全歸結為用於描述老派古怪行為的模型中的問題中微子。
這也將成為物理學史上的重要時刻。
“結果非常令人興奮,”說洛斯阿拉莫斯國家實驗室物理學家史蒂夫·艾利奧特。
「這肯定重申了我們在先前的實驗中看到的異常現象。但這意味著什麼並不明顯。現在關於惰性中微子的結果相互矛盾。如果結果表明基本核或原子物理學被誤解了,那也將非常有趣」。
儘管中微子位居宇宙中最豐富的粒子之列,但眾所周知,中微子很難被捕獲。 當你幾乎沒有任何質量,沒有電荷,只能透過弱核力來顯示你的存在時,即使是最緻密的材料也很容易暢通無阻。
中微子幽靈般的運動並不是它唯一有趣的特性。 每個粒子的量子波在快速移動時都會變形,在特徵「風味」之間振盪,這與它們帶負電的近親粒子——電子、μ子和τ相呼應。
中微子振盪的研究1990年代的美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室注意到這種翻轉的時間間隔為第四種味道留下了空間,這種味道不會在弱核場中產生任何漣漪。
中微子隱藏在沉默中,只有在相互作用短暫停頓時,它的無菌味道才會變得明顯。
BEST 位於俄羅斯高加索山脈一英里的岩石下方,不受宇宙中微子源的影響。 它有一個雙室液態鎵罐,可以耐心地收集從受輻照的鉻核心噴出的中微子。
在測量了每個容器中轉化為鍺同位素的鎵量後,研究人員可以向後計算,以確定中微子在電子味中振盪時與中微子直接碰撞的次數。
與洛斯阿拉莫斯實驗中的「鎵異常」類似,研究人員計算出的鍺含量比預期少五分之一到四分之一,這暗示了預期電子中微子數量的不足。
這並不是說中微子已經短暫地呈現出無菌狀態。許多其他搜索因為這個蒼白的小粒子空手而來,這使得用於預測轉變的模型在某種程度上存在誤導的可能性。
這本身並不是一件壞事。 核子物理基本框架的修正可能會產生重大影響,可能揭示核子物理領域的差距標準型號這可能會解釋一些科學上尚未解開的重大謎團。
如果這確實是惰性中微子的標誌,那麼我們最終可能有證據表明存在一種大量存在的物質,但它只在空間結構中形成一個引力凹坑。
這究竟是暗物質的總和,還是只是暗物質謎題的一小部分,將取決於最幽靈粒子的進一步實驗。