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探测器捕捉神秘时刻 中微子飞经地球竟会"变形"

http://www.kexue.com 2014-02-19 09:09:07 凤凰科技  发表评论


日本超级神冈探测器内部

  幽灵般的粒子在黑暗里更加活跃,中微子探测器首次显示粒子在经过地球时会改变形状。由于来自太阳的中微子从阳光照射的一面不可避免的要经过地球,因此在夜间探测器观察到了这种效应。

  中微子几乎无质量,众所周知它变化的非常快,几乎不与其他大多数物质发生相互作用。它有三种形式——电子中微子、μ介子中微子和τ子(陶子)中微子,三者可以在毫无警示的情况下随意变换,这种效应被称为中微子振荡。

  太阳核心会产生不同能量的电子中微子,但探测器监测到的高能量电子中微子比预测的要少得多。其中一项理论认为这些中微子在离开太阳经过密集的等离子体时变换成其它形式。与地球某些不那么密集的物质发生的相互作用导致它们又再次变回来。如果事实的确如此,那么探测器应该能够在夜间观测到更多高能量中微子。

  中微子物质

  位于日本的超级神冈探测器显示了这一过程的确发生了。“在太阳中微子共同体里,人们一直都在等待这一刻。”研究小组成员、美国加州大学尔湾分校安德鲁-瑞恩肖(Andrew Renshaw)这样说道。“这是第一批直接证据表明中微子振荡存在物质效应。”

  测量物质对中微子状态翻转产生的效应有多大将对于校准其它实验以及寻找新的物理现象非常重要,这些实验利用中微子调查为什么宇宙里的物质比反物质数量更多。“这是预期效应,如果它不存在,我们将非常着急和痛苦。”英国帝国理工学院的亚瑟-斯卡波特(Asher Kaboth)这样说道,他也在日本进行T2K中微子振荡实验。“但它如预期的出现了,这对于帮助我们进行接下来的测量非常重要。”

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