
一個全新的亞原子粒子 - 如此隱居和奇怪,以至於它通過普通物質未發現 - 可能潛伏在宇宙中。
如果是這樣,將於今年晚些時候打開的探測器可以找到該粒子的第一個令人信服的證據,稱為無菌中微子。該新實驗最近在伊利諾伊州的費米國家加速器實驗室中降低了30噸探測器,將尋找這種難以捉摸的粒子的痕跡,這些粒子轉變為另一種類型的中微子。
不像希格斯玻色子該粒子是為了解釋為什麼其他顆粒具有質量以及大多數物理學家應該存在數十年的質量,無菌中微子將位於完全未知的物理學領域,只有某些物理學家認為存在,這是實驗的女發言人和耶魯大學物理學家的邦妮·弗萊明(Bonnie Fleming)。弗萊明說:“這將是完全革命性的。” [古怪物理:自然界中最酷的小顆粒這是給出的
幽靈顆粒
中微子是微小的,幾乎無質量的亞原子顆粒,它們在恆星,超新星和其他爆炸性宇宙事件的核反應過程中形成。儘管數万億美元的中微子每秒都會穿過我們的身體,但它們幾乎從不與其他物質互動,從而給他們暱稱為“幽靈顆粒”。
已知的中微子有三種不同類型或口味:電子,媽媽和tau - 在過去的15至20年中,科學家們了解到,這些風味會振盪或彼此變化,並以一定的頻率變成。 (在碰撞期間,電子中微子也可以轉變為電子,MUON中微子可以轉變為Muons,並且你是中微子可以變成與電子相似的顆粒。
但是一些提示表明那裡可能有一種全新的中微子。例如,在1990年代檢測中微子的實驗發現了可能的證據表明電子中微子正在消失。另一個旨在探測中微子振蕩的實驗發現出現了額外的電子中微子。這些異常的一種解釋是中微子正在變體成一個稱為無菌中微子的中間粒子。
如果是這樣無菌中微子弗萊明告訴《現場科學》,他們只能通過令人難以置信的弱重力來與物質互動,這使直接檢測變得不可能。
狩獵無菌中微子
因此,從今年年底或2015年初開始,弗萊明(Fleming)和她的同事將尋求無菌中微子的間接證據。該實驗稱為Microboone,將通過裝有氬氣的30噸金屬儲罐射出一束純淨的Muon味中微子(0.5公里)。儘管這些幽靈顆粒中的大多數都會不變地穿過氬氣,但有時會將風味變成電子中微子,tau中微子,或可能是無菌中微子。
然後,這些中微子的一部分將繼續與檢測器中氬原子的核發生衝突。
哈佛大學的物理學家馬特·斯特拉斯勒(Matt Strassler)說:“他們將粉碎那個核,該核的一部分將無處不在。”斯特拉斯勒補充說,作為碰撞的一部分,電子中微子有時會變成電子。
然後,檢測器通過分析碰撞後通過電離或帶電的粒子分析距離產生何時,何時和哪種類型的粒子。
由於研究人員知道電子中微子在這種碰撞期間應轉換為電子的頻率,因此與期望的任何偏差都可能表明,MUON中微子變體成中間的無菌中微子,然後變成電子中微子,最後轉變為電子。
Longshot物理學
斯特拉斯勒說,儘管發現無菌中微子是可能的,但不可能。
斯特拉斯勒說,Microboone正在努力闡明來自一個名為Miniboone的前體實驗的數據中的誘人提示,但是Miniboone的“骯髒測量”很有可能會挑選其他過程。
他說,即使新實驗發現了一些奇怪的東西,也無法保證無菌中微子會引起信號,而不是其他完全不同的相互作用。
斯特拉斯勒告訴《現場科學》:“他們實際上會發現宇宙的偉大秘密之一,這很小,不是零。”
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