
四十三年前,理论物理学家丹尼尔·弗里德曼(Daniel Freedman)预测,在某些情况下,中微子是经历各种物质的少有且难以捉摸的粒子,可以以一种使它们更容易检测到的方式进行交互。现在,国际研究团队首次证明了这种现象,称为连贯的散射,与世界上最小的中微子检测器实验。
结果可能为重大进展铺平道路中微子研究科学家说,监测核反应堆的新技术。
芝加哥大学实验物理学教授胡安·科拉尔(Juan Collar)告诉《现场科学》,“这是中微子物理学中的圣杯。” [物理学中18个最大的未解决的奥秘这是给出的
项圈是来自19个机构的80位研究人员之一,并参与了这项新研究的四个国家,该研究于8月3日在线发布杂志科学。 “ 40年来,我们一直试图衡量这一过程。我本人至少以前尝试了两次其他技术,许多其他人都尝试过,我们一直在失败,” Collar说。
通常,中微子探测器重成千吨,但衣领和他的同事建造了一个新颖的探测器,重量仅为32磅。他们说(14.5公斤),使其易于移植,因此适合在各种情况下使用。
在实验中,物理学家将检测器放置在田纳西州橡树岭国家实验室的散布中子源(SNS)约65英尺(20米)的地方。 SNS主要用作中子的来源,但它生产中微子作为副产品。科学家能够测量中微子的相干散射原子核检测器。通常,中微子与核内的单个质子或中子相互作用。但是,在1974年Freedman预测的相干散射中,接近中微子与核的整个电荷相互作用。
“这种互动形式是独一无二的 - 它与我们拥有的所有其他方式都有很大不同看到中微子在作用,“衣领说。问题在于,这种相互作用的结果,即中微子击中目标之后我们可以发现的结果非常微妙。这只是对核的非常低的能力踢。”
效果类似于泳池游戏开始时发生的事情:提示球击中了第一个球,上面放在泳池桌中间的三角球中,能量从一个球传播到另一个球,将它们沿许多方向发送。
Collar说:“这类似于原子量表上的情况。” “中微子来了,踢了整个核,并且核会撞到附近的细胞核。它会产生一点浓缩障碍,从那以后,一点点的光线出现了。”
但是,与泳池游戏不同,中微子对核的影响非常微妙。 [古怪物理:自然界中最酷的小颗粒这是给出的
为了测量来自相互作用的光,研究人员使用了一种特殊的闪烁体晶体,该闪烁体在被粒子击中时会发出光。为了增加发光,研究人员用钠。
根据衣领的说法,这种技术可检测中微子的可能性高100倍。
“中微子是非常神秘的颗粒,”锁骨说。 “人们称它们为'鬼粒子',因为它们可以穿过地球而不会互动。在我们知道的所有粒子中,它们是与任何其他已知的相互作用的可能性最小的粒子物质的形式。”
由于中微子不愿相互作用,因此物理学家对这些颗粒的了解仍然有限,这是在1959年发现的。
衣领希望这项新的研究不仅会导致中微子科学的进步,而且还会带来实际应用,尤其是在核工业中。他说,例如,由于中微子毫不费力地穿过核反应堆的墙壁,因此可以用来了解反应堆内部发生的事情。
Collar说:“您可以在核反应堆旁边服用这样的便携式检测器,并监测它的中微子通量。” “这种中微子通量实际上非常丰富,有关反应堆操作员在内部的真正作用的信息。反应堆操作员相对容易声明仅发电的意图,但是在幕后,它们可以生产武器级材料。”
最近的实验是连贯项目的一部分,该项目现在将继续测试其他探测器。
原始文章现场科学。