
在意大利的一座山下方,在已知宇宙的最冷立方米中,科学家正在寻找证据表明,幽灵般的颗粒称为中微子是他们自己的反物质伴侣。这些研究人员发现的可能解释了物质的不平衡和反物质在宇宙中。
到目前为止,他们已经空手而归。
最新结果是心(罕见事件的低温地下观测站)在意大利格兰·萨索(Gran Sasso)进行的实验没有表明通过宇宙辐射产生的中微子的过程是他们自己的反物质伴侣。这意味着,如果确实发生了这一过程,则很少发生每10亿(10^25)年。
该实验的最终目标是解决宇宙最持久的谜语之一,这表明我们甚至不应该在这里。这个谜来之所以存在,是因为理论上大爆炸- 据说一个微小的奇异性已经膨胀了超过138亿年以形成宇宙 - 应该导致宇宙具有50%的物质和50%的反物质。 [文明大爆炸10个惊人的起源事件这是给出的
当物质和反物质相遇时,他们就会消灭并互相渲染。
但这不是我们今天所看到的。取而代之的是,我们的宇宙主要是重要的,科学家们正在努力发现所有反物质发生的事情。
那是中微子进来的地方。
什么是中微子?
中微子是微小的基本颗粒,几乎没有质量。每个都比原子小,但是它们是最丰富自然界中的颗粒。像幽灵一样,他们可以穿过人和墙壁,而没有任何人(甚至中微子)注意到。
大多数基本颗粒具有奇怪的反物质对应物,称为反粒子,其质量与其正常伴侣相同,但电荷相反。但是中微子本身有些奇怪,因为它们几乎没有任何质量,而且没有钱。因此,物理学家推测,他们可能是自己的反颗粒。
当粒子充当其自身的反粒子时,称为Majorana部分。
“我们目前所拥有的理论根本不告诉我们中微子是否是主要类型的。这是一件非常有趣的事情,因为我们已经知道我们缺少关于中微子的东西,”理论物理学家萨宾·霍森费尔德(Sabine Hossenfelder)是德国法兰克福大学高级研究所的研究所,他告诉现场科学。霍森费尔德(Hossenfelder)不属于库尔(Cuore),他指的是中微子的怪异无法解释的特征。
如果中微子是主要的,那么他们将能够在物质和反物质之间过渡。研究人员说,如果大多数中微子在宇宙的成立中变成了普通物质,这可以解释为什么今天的物质胜过今天的反物质,以及为什么我们存在。
Cuore实验
在典型的实验室中研究中微子很难,因为它们很少与其他物质相互作用,而且很难检测到 - 数十亿通过您每分钟都没有发现。除其他辐射源外,也很难告诉他们。这就是为什么物理学家需要去地下的原因 - 几乎地面表面以下一英里(1.6公里)- 巨型钢球封闭了由意大利国家核物理学研究所的Gran Sasso国家实验室运行的中微子检测器。 [5个神秘的颗粒,可能潜伏在地球表面以下这是给出的
该实验室是Cuore实验的所在地,该实验正在寻找一种称为中微子双β衰减过程的证据,这是一种说中微子作为其自身反粒子的方式。在正常的双β衰减过程中,一个核会衰减并排放两个电子和两个抗神经纤维。但是,中微子双β衰变不会发出任何抗肿瘤,因为这些抗肿瘤可以用作自己的反颗粒,并会互相消灭。
为了“看到”此过程,物理学家观看了在同位素的放射性衰减期间发出的能量(以热的形式发出)碲。如果发生中微子双β衰减,则会在一定的能级处有一个峰值。
为了准确检测和测量这种热能,研究人员制作了已知宇宙中最冷的立方米。它们将其与近1,000个在10毫克旋转(MK)运行的巨大温度计(TEO2)晶体(MINUS 459.652华氏度(MINUS 273.14摄氏度))。
随着放射性牙学原子的衰变,这些探测器会寻找该能量峰。
Cuore合作(由200名科学家,工程师和技术人员组成的团队)发布了他们的第一个结果。他们的新论文于3月26日在期刊物理评论信,揭示该实验在两个月后尚未显示出任何中微子双β衰变。但是,他们说,他们计划再继续实验五年来收集更多数据 - 绝对排除(或查找)中微子双β衰减所需的时间。
“关于中微子是他们自己的反粒子的观察将是一个重大发现,并要求我们重写普遍接受的标准型号粒子物理。耶鲁大学的教授Karsten Heeger对Live Science说:“这会告诉我们有一种新的和不同的机制可以使物质有质量。”
马萨诸塞州技术学院物理学助理教授林德利·温斯洛(Lindley Winslow)表示,即使库尔无法确定地表明中微子是其自身的反粒子,也可能具有其他用途。
“将Cuore冷却至10 MK冷却的技术与用于量子计算的电路冷却电路相同。下一代量子计算机可能会生活在Cuore式的低温恒温器中[一种使我们的早期采用者称为我们的早期采用者。
最初出版现场科学。