
参与BEST实验的科学家发现,中微子相互作用产生的锗71数量不足,这表明无菌中微子可能存在。这一异常,与之前的发现一致,挑战了现有的理论,可能表明新的物理学或未解决的实验错误。来源:SciTechDaily.com
巴克桑惰性跃迁实验(BEST)发现了惰性中微子存在的证据,这是一种假想的粒子,可以与中微子相互作用只能通过重力。
科学家们已经证实了一种新的基本粒子——惰性中微子的存在。这些粒子,如果它们存在的话,只通过引力相互作用,而不是粒子物理标准模型中的任何其他力。
巴克桑无菌跃迁实验(BEST)的结果证实了在早期太阳中微子源实验中发现的一个异常。BEST利用放射性铬衰变产生的强烈中微子源,对一个装有镓的容器进行辐照。镓是一种柔软的银色金属,在室温下呈液态。中微子在镓中反应产生同位素锗71。这种同位素可以从镓中提取并计数。
研究人员发现,锗的含量明显低于基于已知核物理的预期。科学家在前体实验中发现了类似的镓异常。
解开中微子之谜
实验发现,根据中微子源的强度和科学家对中微子如何被吸收的了解,锗71的产率比预期低20%到24%。这些发现与理论预测相反。然而,它们与科学家所说的镓异常的早期结果是一致的。
研究人员将目标分成内部和外部体积,以寻找中微子振荡的指示。这是一种已知的现象,在这种现象中,电子中微子会变成另一种“味道”,比如介子中微子,这是由具有质量的中微子产生的。研究人员没有观察到这些振荡的迹象。这种异常现象的起源仍然是个谜。
正在建造的最佳设备。这张照片显示了内部的水箱,一位BEST的研究人员站在外部的水箱里。来源:a.a.s hikhin
最佳实验:深入研究中微子的行为
BEST是在俄罗斯高加索山脉巴克桑中微子天文台地下一英里多的地方进行的一项实验。它旨在探索SAGE和GALLEX太阳中微子合作进行的四次校准实验中先前报道的电子中微子(ne)缺陷。在这项研究中,研究人员使用了大约47公吨的液态镓(Ga)金属,分为两个同心区,作为通过71Ga (ne,e)71Ge反应吸收中微子的目标。他们将铬-51中微子源放置在镓靶的中心,照射两个区域。由于每个区域的中微子路径长度约为一米,BEST对该尺度上发生的振荡具有很高的灵敏度,对应于中微子质量的平方差异约为1ev2(在核物理学界是非常小的)。研究人员通过量热法和其他方法测量了辐射源的强度,精确度超过1%。中微子吸收截面的最小值是由已知的71-锗的电子捕获寿命设定的。
这种反常现象的持续存在令人费解。它可能表明一些迄今为止尚未被发现的未知实验产物,或者新的物理学能够解释中微子意想不到的巨大赤字。
引用:
《巴克桑无菌过渡(BEST)实验结果》,作者:v.v。Barinov et al., 2022年6月9日,物理评论快报。DOI: 10.1103 / PhysRevLett.128.232501
“在BEST实验中寻找电子-中微子向无菌状态的跃迁”,V. V. Barinov等人,2022年6月9日,物理评论C. DOI: 10.1103/PhysRevC.105.065502
这项工作得到了能源部科学办公室、核物理办公室、联邦科学组织机构、俄罗斯联邦教育和科学部、国家原子能公司Rosatom的支持。
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