在歷史上,科學家第二次發現了幽靈粒子的跡象,這是暗物質的可行候選者。
開發了巴達維亞Fermi國家加速器實驗室(Fermilab)的迷你實驗,以跟進1990年代著名實驗的結果。
自從其受孕以來15年後,Miniboone確認了位於洛斯阿拉莫斯國家實驗室的液體閃爍體中微子檢測器的發現,儘管其他實驗否則建議。
粒子物理的標準模型
自1970年代以來,標準模型的理論主導了粒子物理的領域。該理論承認了中微子的存在,高能顆粒在整個宇宙中幾乎沒有與物質相互作用。每天,來自陽光的數十億個中微子流,但對人體的影響很小。
標準模型決定中微子有三種類型或“風味”:電子,Muon和Tau。當它們穿越太空時,這些中微子從一種味道轉向另一種味道。
物理學家提出了第四種味道幾十年前的存在。無菌中微子可以通過物質而無需與之相互作用,除了通過重力。如果存在,它們將完全推翻粒子物理的標準模型以及控制宇宙學的普遍觀念。
“標準圖片中還有其他潛在的裂縫,”卡內基·梅隆物理學家斯科特·多德爾森(Scott Dodelson)說。 “中微子悖論可以將我們的方式指向一個新的,更好的模型。”
迷你實驗
設置了MiniBoone以檢查LSND的結果。在這兩個實驗中,將中微子的光束髮射到坐在油箱絕緣子後面的檢測器上,以阻塞輻射。在LSND中,研究人員改用水箱絕緣子。
目的是計算擊中檢測器的中微子的數量。隨著中微子的射擊,一些muon中微子將成為電子中微子。當電子中微子與油相互作用時,這被發現為輻射的閃爍。
LSND二十年後,Miniboone在電子中微子的數量中看到了相同的異常結果。檢測器記錄了2,437個電子中微子,比預期的結果多了近500個。
研究人員認為,異常的結果可能是無菌中微子的跡象,可能導致更多的muon中子振盪到電子中微子中。
“來自MiniBoone的新數據證實了數據中的這種張力是真實的,”說法蘭克福高級研究所的理論物理學家Sabine Hossenfelder。 “這些數據(據我所知)不適合標準框架。它需要新的顆粒(無菌中微子)或某種對稱性違規。”
實驗的結果目前是出版在Preprint Server Arxiv.org中。
無菌中微子和暗物質
長期以來,無菌中微子一直被認為是暗物質的最佳候選者之一,宇宙其餘的25%的宇宙中只能被檢測到的25%通過重力。
但是,迷你酮結果意味著無菌中微子相當輕巧。為了使他們構成暗物質,物理學家認為無菌中微子必須是有點重。結果並不能完全消除無菌中微子和暗物質之間的聯繫。加州大學歐文分校的宇宙學家凱沃克·阿巴薩吉安(Kevork Abazajian)認為,無菌中微子可能會以輕巧和沈重的形式出現。
“有時候人們說他們就像蟑螂,” Abazajian解釋。 “如果您有一種[類型的]無菌中微子,那麼您有很多。”