在历史上,科学家第二次发现了幽灵粒子的迹象,这是暗物质的可行候选者。
开发了巴达维亚Fermi国家加速器实验室(Fermilab)的迷你实验,以跟进1990年代著名实验的结果。
自从其受孕以来15年后,Miniboone确认了位于洛斯阿拉莫斯国家实验室的液体闪烁体中微子检测器的发现,尽管其他实验否则建议。
粒子物理的标准模型
自1970年代以来,标准模型的理论主导了粒子物理的领域。该理论承认了中微子的存在,高能颗粒在整个宇宙中几乎没有与物质相互作用。每天,来自阳光的数十亿个中微子流,但对人体的影响很小。
标准模型决定中微子有三种类型或“风味”:电子,Muon和Tau。当它们穿越太空时,这些中微子从一种味道转向另一种味道。
物理学家提出了第四种味道几十年前的存在。无菌中微子可以通过物质而无需与之相互作用,除了通过重力。如果存在,它们将完全推翻粒子物理的标准模型以及控制宇宙学的普遍观念。
“标准图片中还有其他潜在的裂缝,”卡内基·梅隆物理学家斯科特·多德尔森(Scott Dodelson)说。 “中微子悖论可以将我们的方式指向一个新的,更好的模型。”
迷你实验
设置了MiniBoone以检查LSND的结果。在这两个实验中,将中微子的光束发射到坐在油箱绝缘子后面的检测器上,以阻塞辐射。在LSND中,研究人员改用水箱绝缘子。
目的是计算击中检测器的中微子的数量。随着中微子的射击,一些muon中微子将成为电子中微子。当电子中微子与油相互作用时,这被发现为辐射的闪烁。
LSND二十年后,Miniboone在电子中微子的数量中看到了相同的异常结果。检测器记录了2,437个电子中微子,比预期的结果多了近500个。
研究人员认为,异常的结果可能是无菌中微子的迹象,可能导致更多的muon中子振荡到电子中微子中。
“来自MiniBoone的新数据证实了数据中的这种张力是真实的,”说法兰克福高级研究所的理论物理学家Sabine Hossenfelder。 “这些数据(据我所知)不适合标准框架。它需要新的颗粒(无菌中微子)或某种对称性违规。”
实验的结果目前是出版在Preprint Server Arxiv.org中。
无菌中微子和暗物质
长期以来,无菌中微子一直被认为是暗物质的最佳候选者之一,宇宙其余的25%的宇宙中只能被检测到的25%通过重力。
但是,迷你酮结果意味着无菌中微子相当轻巧。为了使他们构成暗物质,物理学家认为无菌中微子必须是有点重。结果并不能完全消除无菌中微子和暗物质之间的联系。加州大学欧文分校的宇宙学家凯沃克·阿巴萨吉安(Kevork Abazajian)认为,无菌中微子可能会以轻巧和沉重的形式出现。
“有时候人们说他们就像蟑螂,” Abazajian解释。 “如果您有一种[类型的]无菌中微子,那么您有很多。”