这种亚原子粒子的质量接近于零且不带电荷,称为很难检测到,物理学家将其称为幽灵粒子。
但与假设存在的一种更奇怪的幽灵粒子相比,它的难以捉摸根本不算什么。惰性中微子。 到目前为止,所有努力都在寻找无菌空手而来,并且研究人员刚刚宣布最近的尝试也不例外。
人们很容易放弃希望,但证明惰性中微子确实存在可能会从根本上改变物理学以及我们看待宇宙的方式,所以它至少值得再试一次。
物理学家来自基础科学研究所韩国建立了短基线振荡中微子实验(NEOS),看看他们是否可以从灵光市汉比特核反应堆发电厂核心发射的粒子风暴中找出惰性中微子。
中微子的绰号不是无缘无故的吗? 尽管它们与电子属于同一粒子族,但它们不携带电荷。
这意味着中微子与其他粒子相互作用的唯一方式是通过重力和弱核力。
自从他们的质量是如此之小,它曾经被认为为零,检测它们的唯一实用方法是等到一个撞击原子核中的质子或中子并引起反应。
虽然太阳和遥远恒星内部的核反应释放出无数数量的中微子,数十亿个这样的东西他们每时每刻都从你身边经过,几乎没有人在经过的过程中停下来。
为了发现太空中的中微子,物理学家使用了巨大的地下水箱,周围装有光电探测器,可以探测到罕见的中微子。辐射闪光当中微子与水中的一个亚原子粒子碰撞并导致其释放电子时发射。
早在 20 世纪 60 年代,物理学家就发现中微子有三种形式,或者说“味道”? 电子中微子、τ中微子和μ子中微子。
他们的发现很快就对从太阳中涌出的中微子进行了实验,但数字与模型不太相符? 一半到三分之二的电子味中微子似乎缺失了。
好像中微子还不够狡猾,后来发现中微子在飞行过程中会改变味道,这解释了那些丢失的电子中微子去了哪里。
洛斯阿拉莫斯的研究在 20 世纪 90 年代,我们还发现中微子的振荡有些不寻常,这暗示着我们可能完全忽略了中微子。
其他2011年实验还发现他们的结果可能存在差距,大约中微子减少 7%测量结果比预期的要好,暗示着第四种味道。
从技术上讲,对于中微子不收费,物理学家计算出应该不再有任何其他味道的中微子的空间了? 除非他们的行为有点不同。
电子、μ子和 τ 中微子被称为左手中微子,这是它们的一个特征角动量。 这种性质的其他粒子具有右手形式,因此很自然地假设中微子也具有右手形式。
这种神秘的假设中微子的另一个特征是它完全不与弱核力相互作用,使其实际上是“无菌的”。
因此,如果“活跃”中微子是幽灵,那么惰性中微子就是幽灵死后变成的样子。
受到这些结果的鼓舞,NEOS 研究人员在距离放射性核心仅 24 米(8 英尺)的厚铅屏蔽墙后面设置了一个小型电子中微子探测器,希望能够探测到涌出的 5 x 10^20 中微子中的模式。反应堆每秒。
基础科学研究所
在将他们的结果与理论计算和其他实验数据进行比较后,NEOS未能提供惰性中微子存在的具体证据。
不是说实验本身就是浪费时间吗? 一方面,他们确实在数据中发现了一个奇怪的“凸起”,标志着能量为 5 MeV 的中微子可能出乎意料地丰富,尽管这种激增的含义尚未得到证实。
研究结果还为粒子搜索设定了新的边界,限制了将电子中微子变成无菌味道的振荡。
据预测,惰性中微子一样巨大高达 10^15 GeV,或轻至 1 eV,假设的重型版本甚至一度被认为是,它占宇宙的 80%,但仍然无法识别。
一个尝试发现迹象去年,南极冰立方中微子观测站对惰性中微子的研究得出结论,它们是“几乎确定“这个粒子不存在。
其他实验在中国和一个名为米诺斯美国费米国家加速器实验室也一无所获。
NEOS 背后的团队并不是那么容易放弃。
“这些结果并不意味着惰性中微子不存在,但发现它们比以前想象的更具挑战性,”研究员 Oh Yoomin 说道。
因为如果你需要抓住幽灵中的幽灵,那就是耐心和适量的乐观情绪。
这项研究发表于物理评论快报。