突破!一个主要的物理实验发现了不应该存在的“无菌”粒子迹象

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一个中微子探测器刚刚做了一个令人难以置信的发现:比他们预想的要多得多的神秘粒子。对于这种神秘的丰富,最好的解释是假设存在一种中微子,叫做“无菌”中微子。

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这一发现是由费米实验室的MiniBooNE完成的,它复制了几十年前的结果。早在90年代,新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的液体闪烁中微子探测器(LSND)实验也发现了过量的中微子——对这种异常现象最流行的解释是无菌中微子的存在。

但有一个问题:在此期间的许多其他中微子实验都未能复制出这种异常。这是怎么回事?

中微子是宇宙中最丰富的粒子之一,但是它们很难被发现。它们和电子很相似,但是它们没有电荷而且质量很小,所以它们与正常物质的相互作用很小。

它们有三种味道——电子,介子和tau,后两种与相同名字的重电子有关。

然后是假设的第四个,无菌中微子。这样的中微子不会像粒子物理的标准模型那样与物质相互作用,除了可能通过重力。

如果存在无菌的中微子,它们就会打破标准模型,永远改变粒子物理学。这些粒子甚至被认为是暗物质的可能候选者。

但是这种相互作用的缺乏也意味着不育的中微子不能直接用中微子实验来检测,比如LSND或MiMBOONE,它使用光电倍增管来检测中微子相互作用产生的微小闪光。

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然而,过量的中微子暗示了粒子的存在,因为理论上它们可以与正常的中微子混合并改变振荡的幅度。

早期的MiBoOne结果导致了电子中微子和反中子的过量,这使得物理学家感兴趣,但持怀疑态度;新结果更加明显。

这个实验是为了复制一个早期的实验,发现中微子可以改变味道。研究人员将μ介子和反中子的射束发射到MiBoOne的充油罐中,以探测由反中微子与电子中微子相互作用而产生的光闪烁。

他们观察到了2437个事件,比预期的多了460。

这使得不像其他物理学家所提出的那样,LSND的结果是错误计算的结果。

但仍有其他实验无法复制结果,其中包括2007在小波本的实验结果。

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最令人讨厌的是2016南极南极ICECUBE中微子探测器的结果。在分析了100000个中微子事件后,观察了十年的跨度,物理学家们宣布他们没有成功地检测到无菌中微子的存在。

这并不意味着它们不存在。但这并不意味着它们也有,其他粒子,例如,可能导致LSND和MiMBOON的结果。

到目前为止,这些最新的结果只发表在预打印服务器ARXIV上,因此,虽然还没有任何同行评审,但物理界正在深入研究更多的问题。

我们知道结果是存在的,但不是什么引起的——或者为什么它们如此难复制。但我们肯定不久就会听到更多关于无菌中微子的消息。