“冰立方”未探测到惰性中微子
时间:2017-12-07

  “冰块”没有检测到惰性中微子 - News - Science Net

  最近,深埋在南极冰雪中的巨型粒子探测器已经发现了一种被称为惰性中微子的假想粒子:无。

  8月8日发表在“物理评论通讯”上的结果并不意味着寻找这种亚原子粒子的几十年的结束,而是迄今为止物理学中不存在的惰性中微子。在家中质量的最好证明是希望。

  中微子无处不在:每秒钟有一万亿中微子飞越人体,然而它们与其他物质的相互作用很弱,难以捕捉,这就需要大规模的地下实验室设备来检测中微子物质的碰撞。发现了三种中微子:电子中微子,侄子和陶子中微子,它们可以随时改变它们的类型。

  在20世纪90年代,新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室发现了一个异常信号,表明可能存在第四种类型的中微子,甚至比其他中微子弱。因此,科学家将其命名为惰性中微子。阿拉莫斯实验室认为,颗粒重量约为十亿分之一的氢原子,约为1 eV。后来其他研究也发现了类似的异常。

  然而,惰性中微子从来没有被直接发现过。唯一的办法就是依靠观察其他三个中微子。威斯康辛大学麦迪逊分校的物理学家弗朗西斯·哈尔岑(Francis Halzen)。 Halzen也是冰块探测器的首席研究员。

  冰立方使用特制的网捕捉中微子的滑翔。它由南极冰下2公里的5000多个光传感器组成,它的南极冰体足以填满成千上万的奥运游泳池。在如此庞大的体积中,来自宇宙的中微子穿过太空,穿过人体,甚至是岩石,偶尔撞上冰原子,发出微弱的闪光。

  为了寻找惰性中微子,Halzen团队分析了中微子中微子的轨迹。这些粒子与大气中的宇宙射线和大气分子碰撞,并通过地球传播到探测器。冰块队希望找到特殊的中微子衰退。这意味着一些微弱的中微子在旅行时暂时变成惰性中微子。

  但在分析了一年以来积累的有价值的数据后,研究人员没有发现约1eV的惰性中微子的证据。这与欧洲航天局普朗克卫星获得的结果是一致的。欧洲宇宙飞船普朗克卫星从宇宙中的证据推断,在这个大陆内,中微子家族可能只有三个成员。

  我希望我们的结果和普朗克的结果能让我们慢慢地回到这个故事。Halzen说,但是,该团队仍在收集关于懒惰中微子捕获的数据,但我们并不期望结果发生变化。

  西班牙瓦伦西亚大学的理论物理学家Olga Mena Requejo认为,这些发现不包括惰性中微子解释来自Alamos实验的异常信号,至少在最简单的理论模型中。但她和其他一些物理学家认为,有些模型仍然为这种粒子的存在打开了大门。

  几年前,一群科学家发现暗物质不太冷或太热。这些温暖的暗物质粒子可能是一类更大的中微子,即惰性中微子。加州大学Irvine分校理论天体物理学家Kevork Abazajian说,尽管短命的日本瞳孔空间望远镜没有发现7kv惰性中微子,但结果是不确定的。结果,搜索更大规模的惰性中微子仍在继续:冰块的结果并没有显示出更大的惰性中微子的存在。

  但是,事情可能并不容易。中国大亚湾实验的主要参与者之一卢锦彪表示,发现惰性中微子就像在黑暗的房间里打一个球。我们不知道他们在哪里。 (张章)

  “中国科学”(2016-08-10第二版国际)