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CERN开始研究无菌中微子

2019-10-10     来源:秒速牛牛玩法         内容标签:CERN,开始,研究,无菌,中微子,一个,新的,实验,

导读:一个新的实验设施,用于检测许多物理学家认为可能不存在的假设粒子,可以在3年内在瑞士日内瓦附近的CERN实验室启动并运行,假设该实验室是成员国批准花费大约1.1亿美元来建造它。

一个新的实验设施,用于检测许多物理学家认为可能不存在的假设粒子,可以在3年内在瑞士日内瓦附近的CERN实验室启动并运行,假设该实验室是成员国批准花费大约1.1亿美元来建造它。

无菌的中微子(如果存在的话)将是一种已经超凡脱俗的亚原子粒子。普通的中微子,没有电荷,几乎没有质量,有三种类型:电子,μ子和头。它们很难被发现,因为它们与普通物质的相互作用非常微弱,但多年来物理学家已经发现足够多的观察到它们在穿越太空时会从一种味道“振荡”到另一种味道。

这种振荡现象,意味着中微子不能完全无质量,已经通过许多不同的实验得到证实。但是其中一个实验产生的结果与其他实验不一致。那是新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的液体闪烁体中微子探测器(LSND),在1993年至1998年间获得的数据显示,μon反中微子比预期更容易振荡成电子反中微子。

洛斯阿拉莫斯研究人员提出,无菌中微子可能通过提供一种看不见的缺失环节来解释异常现象。这个想法是μ子反中微子振荡成无菌的反中微子-它不能被直接检测到-而这些反过来又会振荡成电子反中微子。因为一个中微子振荡到另一个中微粒的容易程度与这些粒子“质量”的差异有关,一个适当重的无菌中微子可以解释大于预期的电子反中微子的数量。另外,如果它们被发现,无菌中微子可能会占一个然而,这个想法已经证明是有争议的,因为虽然其他一些实验也获得了无菌中微子的初步证据,但许多其他人根本没有看到它们的迹象。该项目旨在一劳永逸地尝试解决这个问题。它将涉及从欧洲核子研究中心现有的超级质子同步加速器(SPS)加速器中挖掘质子,建立一条隧道,将这些质子引导到坚固的目标上。得到的μ子中微子束然后将通过两对探测器,一对距离目标400米,另一对距离1600米。每对中的一个探测器将由铁构建,并且将主要测量μ子中微子,而另一个将包含液态氩并且主要检测电子中微子,μ子将振荡进入。

根据意大利领导的实验合作-ICARUS和NESSiE-在近探测器和远探测器同时测量μ子和电子中微子将为无菌中微子的存在提供更强有力的证据比只用一个探测器就像用于LSND的探测器一样。他们认为需要两对探测器来确定两个关键的未知参数:假设的无菌中微子的质量和粒子振荡的特征距离。

拟议的中微子设施,包括测试新探测器技术以及搜索无菌中微子,被认为是目前处于草案阶段的欧洲粒子物理战略文件中的“高度优先”。该项目在1月中旬的一次会议上得到了欧洲核子研究中心SPS和质子同步加速器实验委员会的赞赏,接下来必须得到实验室研究委员会在2月底召开会议时的批准。最终批准将CERN资金用于实验将需要来自欧洲核子研究中心的成员国理事会,可能在6月的一次会议上,届时将提交更新的实验室5年计划。

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