突破!一個主要的物理實驗發現了不應該存在的「無菌」粒子跡象

一個中微子探測器剛剛做了一個令人難以置信的發現:比他們預想的要多得多的神秘粒子。對於這種神秘的豐富,最好的解釋是假設存在一種中微子,叫做「無菌」中微子。

這一發現是由費米實驗室的MiniBooNE完成的,它複製了幾十年前的結果。早在90年代,新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的液體閃爍中微子探測器(LSND)實驗也發現了過量的中微子——對這種異常現象最流行的解釋是無菌中微子的存在。

但有一個問題:在此期間的許多其他中微子實驗都未能複製出這種異常。這是怎麼回事?

中微子是宇宙中最豐富的粒子之一,但是它們很難被發現。它們和電子很相似,但是它們沒有電荷而且質量很小,所以它們與正常物質的相互作用很小。

它們有三種味道——電子,介子和tau,後兩種與相同名字的重電子有關。

然後是假設的第四個,無菌中微子。這樣的中微子不會像粒子物理的標準模型那樣與物質相互作用,除了可能通過重力。

如果存在無菌的中微子,它們就會打破標準模型,永遠改變粒子物理學。這些粒子甚至被認為是暗物質的可能候選者。

但是這種相互作用的缺乏也意味著不育的中微子不能直接用中微子實驗來檢測,比如LSND或MiMBOONE,它使用光電倍增管來檢測中微子相互作用產生的微小閃光。

然而,過量的中微子暗示了粒子的存在,因為理論上它們可以與正常的中微子混合併改變振蕩的幅度。

早期的MiBoOne結果導致了電子中微子和反中子的過量,這使得物理學家感興趣,但持懷疑態度;新結果更加明顯。

這個實驗是為了複製一個早期的實驗,發現中微子可以改變味道。研究人員將μ介子和反中子的射束髮射到MiBoOne的充油罐中,以探測由反中微子與電子中微子相互作用而產生的光閃爍。

他們觀察到了2437個事件,比預期的多了460。

這使得不像其他物理學家所提出的那樣,LSND的結果是錯誤計算的結果。

但仍有其他實驗無法複製結果,其中包括2007在小波本的實驗結果。

最令人討厭的是2016南極南極ICECUBE中微子探測器的結果。在分析了100000個中微子事件後,觀察了十年的跨度,物理學家們宣布他們沒有成功地檢測到無菌中微子的存在。

這並不意味著它們不存在。但這並不意味著它們也有,其他粒子,例如,可能導致LSND和MiMBOON的結果。

到目前為止,這些最新的結果只發表在預列印伺服器ARXIV上,因此,雖然還沒有任何同行評審,但物理界正在深入研究更多的問題。

我們知道結果是存在的,但不是什麼引起的——或者為什麼它們如此難複製。但我們肯定不久就會聽到更多關於無菌中微子的消息。


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