據美國物理學(xué)家組織網11月30日(北京時間)報(bào)道,法國物理(lǐ)學(xué)家提出了一個實驗方案,希望能搜尋到第四種中微子的“芳蹤”。科學家們(men)表(biǎo)示,如果實(shí)驗證(zhèng)實第四種中微子確(què)實存在,那麽,不僅會給中(zhōng)微子科學帶來巨大影響(xiǎng),也將改變人類對物質組成的根本(běn)理解。相(xiàng)關研究發表在最新一期的《物理評論快報》雜誌上。
粒(lì)子物理學的標準模型認為,存在著三種類型的中微子:電子中微(wēi)子(zǐ)、μ(繆)中微子和τ(陶)中微子。科學家們已探測到這三種(zhǒng)中(zhōng)微子並(bìng)觀察到相互(hù)間(jiān)的轉化?中微子振蕩。
早在上世紀90年(nián)代初期,美國洛斯阿拉莫斯國(guó)家實驗室的液(yè)體閃爍中微子(zǐ)探測器(LSND)實驗發現,一(yī)束反μ介子撞擊一個目標時,反電子中微子振蕩發(fā)生的速度(dù)比預期(qī)快。最近,法國原子能委員會(CEA)的(de)物理(lǐ)學家們(men)對核反應堆中反中微子的生成速度進行了重新計算,結果(guǒ)發現,該速度比(bǐ)預測(cè)值高3%,隨後,他們對(duì)20多個反應堆中微子實驗的結果進行了重(chóng)新分析,發現了更多實驗結果與預期不一致的情況。
科學家(jiā)們認為,對這種偏差(chà)最簡單(dān)的合(hé)理解釋是(shì)存在著第四種類型的中微子,他們也推測出了其質量並認為它不會像其他中微子那(nà)樣通過弱(ruò)核力與物質發生反應,這使得它(tā)很難被探測到,甚至有科學家認為它可能是一種暗物質。
現在,CEA的邁克爾?克瑞貝爾等人設計了一個實(shí)驗,希望能準確測試第四個中微子是否存在。
科學(xué)家們的設想是,讓一個活度為(wéi)1.85PBq的反電子中微子同位(wèi)素源朝位(wèi)於大型液體閃爍探測器(LLSD)中央的一(yī)個目標開火。隨後,利用位於意大(dà)利格蘭薩索國家(jiā)實驗室的巨型BOREXINO探測儀或位於日本“神岡礦”的KamLAND探測儀進行探測(cè)。
該反電子中微子同位素源將由一個輻射源?諸如鈰核組成(chéng),為了(le)獲得準確的結果,實驗可(kě)能曆時一年。如果轟擊實驗產生(shēng)了一個不反應(yīng)的中微子,他們(men)將測量一個獨特的振蕩信號以證實第四種中微子的存在。
目前他們麵臨的最大技術挑戰是構(gòu)建出一個反中微子源並建造一個厚厚的遮蔽材料來包(bāo)裹它(tā),實驗也需要千噸級(jí)的探測器。
自從今年(nián)9月“中微(wēi)子超光速”的消息傳出以來,各種言論就(jiù)不絕於耳(ěr),11月中旬“中微子實驗複核超光速現象(xiàng)”更是把這一論斷推向了又一個風(fēng)口浪尖。然(rán)而,該領域大多數科學家依然淡定(dìng)地(dì)對宇宙速度極限被打破持懷疑態度。正當科(kē)學(xué)家們為此忙得焦頭爛額的時候,第(dì)四種中微子或(huò)許(xǔ)會從某個“角落”突然跳將出來,讓(ràng)原本錯綜複雜的問題變得更加難以捉摸??該類型的中微子能不能跑過光速呢?科學家(jiā)們(men)估計又要大傷腦筋了(le)。
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