理论预测与实验结果之间存在奇怪的差距重大中微子研究项目可能是难以捉摸的“无菌”的标志– 一个如此安静的粒子,只能通过其尾迹中留下的寂静来检测它。
这已经不是第一次了已发现异常,加上之前的实验数据,暗示了中微子研究领域中一些奇怪的事情。这一次,它是在 Baksan 无菌转变实验 (BEST) 中检测到的。
假设的惰性中微子的明确证据可以为物理学家提供宇宙神秘供应的可靠候选者。另一方面,这一切都可以简单地归结为用于描述老派古怪行为的模型中的问题。。
这也将成为物理学史上的一个重要时刻。
“结果非常令人兴奋,”说洛斯阿拉莫斯国家实验室物理学家史蒂夫·埃利奥特。
“这肯定重申了我们在之前的实验中看到的异常现象。但这意味着什么并不明显。现在关于惰性中微子的结果相互矛盾。如果结果表明基本核或原子物理学被误解了,那也将非常有趣”。
尽管中微子位居宇宙中最丰富的粒子之列,但众所周知,中微子很难捕获。当你几乎没有任何质量,没有电荷,并且只能通过弱核力来显示你的存在时,即使是最致密的材料也很容易畅通无阻。
中微子幽灵般的运动并不是它唯一有趣的特性。每个粒子的量子波在快速移动时都会发生变形,在特征“风味”之间振荡,这与它们带负电的近亲粒子——电子、μ子和τ相呼应。
中微子振荡的研究20世纪90年代的美国洛斯阿拉莫斯国家实验室注意到这种翻转的时间间隔为第四种味道留下了空间,这种味道不会在弱核场中产生任何涟漪。
在沉默中,中微子的无菌味道只有在其相互作用短暂停顿时才会变得明显。
BEST 位于俄罗斯高加索山脉一英里的岩石下方,不受宇宙中微子源的影响。它有一个双室液态镓罐,可以耐心地收集从受辐照的铬核心喷出的中微子。
在测量了每个容器中转化为锗同位素的镓量后,研究人员可以向后计算,以确定中微子在电子味中振荡时与中微子直接碰撞的次数。
与洛斯阿拉莫斯实验自己的“镓异常”类似,研究人员计算出的锗含量比预期少五分之一到四分之一,这暗示了预期电子中微子数量的不足。
这并不是说中微子已经短暂地呈现出无菌状态。许多其他搜索因为这个苍白的小粒子空手而来,这使得用于预测转变的模型在某种程度上存在误导的可能性。
这本身并不是一件坏事。核物理基本框架的修正可能会产生重大影响,可能揭示核物理领域的差距这可能会解释一些科学上尚未解开的重大谜团。
如果这确实是惰性中微子的标志,那么我们最终可能有证据表明存在一种大量存在的物质,但它只在空间结构中形成一个引力凹痕。
这究竟是暗物质的总和,还是仅仅是暗物质谜题的一小部分,将取决于对最幽灵粒子的进一步实验。