
四十三年前,理論物理學家丹尼爾·弗里德曼(Daniel Freedman)預測,在某些情況下,中微子是經歷各種物質的少有且難以捉摸的粒子,可以以一種使它們更容易檢測到的方式進行交互。現在,國際研究團隊首次證明了這種現象,稱為連貫的散射,與世界上最小的中微子檢測器實驗。
結果可能為重大進展鋪平道路中微子研究科學家說,監測核反應堆的新技術。
芝加哥大學實驗物理學教授胡安·科拉爾(Juan Collar)告訴《現場科學》,“這是中微子物理學中的聖杯。” [物理學中18個最大的未解決的奧秘這是給出的
項圈是來自19個機構的80位研究人員之一,並參與了這項新研究的四個國家,該研究於8月3日在線發布雜誌科學。 “ 40年來,我們一直試圖衡量這一過程。我本人至少以前嘗試了兩次其他技術,許多其他人都嘗試過,我們一直在失敗,” Collar說。
通常,中微子探測器重成千噸,但衣領和他的同事建造了一個新穎的探測器,重量僅為32磅。他們說(14.5公斤),使其易於移植,因此適合在各種情況下使用。
在實驗中,物理學家將檢測器放置在田納西州橡樹嶺國家實驗室的散佈中子源(SNS)約65英尺(20米)的地方。 SNS主要用作中子的來源,但它生產中微子作為副產品。科學家能夠測量中微子的相干散射原子核檢測器。通常,中微子與核內的單個質子或中子相互作用。但是,在1974年Freedman預測的相干散射中,接近中微子與核的整個電荷相互作用。
“這種互動形式是獨一無二的 - 它與我們擁有的所有其他方式都有很大不同看到中微子在作用,“衣領說。問題在於,這種相互作用的結果,即中微子擊中目標之後我們可以發現的結果非常微妙。這只是對核的非常低的能力踢。”
效果類似於泳池遊戲開始時發生的事情:提示球擊中了第一個球,上面放在泳池桌中間的三角球中,能量從一個球傳播到另一個球,將它們沿許多方向發送。
Collar說:“這類似於原子量表上的情況。” “中微子來了,踢了整個核,並且核會撞到附近的細胞核。它會產生一點濃縮障礙,從那以後,一點點的光線出現了。”
但是,與泳池遊戲不同,中微子對核的影響非常微妙。 [古怪物理:自然界中最酷的小顆粒這是給出的
為了測量來自相互作用的光,研究人員使用了一種特殊的閃爍體晶體,該閃爍體在被粒子擊中時會發出光。為了增加發光,研究人員用鈉。
根據衣領的說法,這種技術可檢測中微子的可能性高100倍。
“中微子是非常神秘的顆粒,”鎖骨說。 “人們稱它們為'鬼粒子',因為它們可以穿過地球而不會互動。在我們知道的所有粒子中,它們是與任何其他已知的相互作用的可能性最小的粒子物質的形式。 ”
由於中微子不願相互作用,因此物理學家對這些顆粒的了解仍然有限,這是在1959年發現的。
衣領希望這項新的研究不僅會導致中微子科學的進步,而且還會帶來實際應用,尤其是在核工業中。他說,例如,由於中微子毫不費力地穿過核反應堆的牆壁,因此可以用來了解反應堆內部發生的事情。
Collar說:“您可以在核反應堆旁邊服用這樣的便攜式檢測器,並監測它的中微子通量。” “這種中微子通量實際上非常豐富,有關反應堆操作員在內部的真正作用的信息。反應堆操作員相對容易聲明僅發電的意圖,但是在幕後,它們可以生產武器級材料。”
最近的實驗是連貫項目的一部分,該項目現在將繼續測試其他探測器。
原始文章現場科學。