
一个全新的亚原子粒子 - 如此隐居和奇怪,以至于它通过普通物质未发现 - 可能潜伏在宇宙中。
如果是这样,将于今年晚些时候打开的探测器可以找到该粒子的第一个令人信服的证据,称为无菌中微子。该新实验最近在伊利诺伊州的费米国家加速器实验室中降低了30吨探测器,将寻找这种难以捉摸的粒子的痕迹,这些粒子转变为另一种类型的中微子。
不像希格斯玻色子该粒子是为了解释为什么其他颗粒具有质量以及大多数物理学家应该存在数十年的质量,而无菌中微子将位于完全未知物理学的领域,只有某些物理学家认为存在,这是实验女发言人和耶鲁大学物理学家的邦妮·弗莱明(Bonnie Fleming)。弗莱明说:“这将是完全革命性的。” [古怪物理:自然界中最酷的小颗粒这是给出的
幽灵颗粒
中微子是微小的,几乎无质量的亚原子颗粒,它们在恒星,超新星和其他爆炸性宇宙事件的核反应过程中形成。尽管数万亿美元的中微子每秒都会穿过我们的身体,但它们几乎从不与其他物质互动,从而给他们昵称为“幽灵颗粒”。
已知的中微子有三种不同类型或口味:电子,妈妈和tau - 在过去的15至20年中,科学家们了解到,这些风味会振荡或彼此变化,并以一定的频率变成。 (在碰撞期间,电子中微子也可以转变为电子,MUON中微子可以转变为Muons,并且你是中微子可以变成与电子相似的颗粒。
但是一些提示表明那里可能有一种全新的中微子。例如,在1990年代检测中微子的实验发现了可能的证据表明电子中微子正在消失。另一个旨在探测中微子振荡的实验发现出现了额外的电子中微子。这些异常的一种解释是中微子正在变体成一个称为无菌中微子的中间粒子。
如果是这样无菌中微子弗莱明告诉《现场科学》,他们只能通过令人难以置信的弱重力来与物质互动,这使直接检测变得不可能。
狩猎无菌中微子
因此,从今年年底或2015年初开始,弗莱明(Fleming)和她的同事将寻求无菌中微子的间接证据。该实验称为Microboone,将通过装有氩气的30吨金属储罐射出一束纯净的Muon味中微子(0.5公里)。尽管这些幽灵颗粒中的大多数都会不变地穿过氩气,但有时会将风味变成电子中微子,tau中微子,或可能是无菌中微子。
然后,这些中微子的一部分将继续与检测器中氩原子的核发生冲突。
哈佛大学的物理学家马特·斯特拉斯勒(Matt Strassler)说:“他们将粉碎那个核,该核的一部分将无处不在。”斯特拉斯勒补充说,作为碰撞的一部分,电子中微子有时会变成电子。
然后,检测器通过分析碰撞后通过电离或带电的粒子分析距离产生何时,何时和哪种类型的粒子。
由于研究人员知道电子中微子在这种碰撞期间应转换为电子的频率,因此与期望的任何偏差都可能表明,MUON中微子变体成中间的无菌中微子,然后变成电子中微子,最后转变为电子。
Longshot物理学
斯特拉斯勒说,尽管发现无菌中微子是可能的,但不可能。
斯特拉斯勒说,Microboone正在努力阐明来自一个名为Miniboone的前体实验的数据中的诱人提示,但是Miniboone的“肮脏测量”很有可能会挑选其他过程。
他说,即使新实验发现了一些奇怪的东西,也无法保证无菌中微子会引起信号,而不是其他完全不同的相互作用。
斯特拉斯勒告诉《现场科学》:“他们实际上会发现宇宙的伟大秘密之一,这很小,不是零。”
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