科學(xué)家設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)探尋惰性中微子

一臺(tái)重達(dá)30噸的探測(cè)器最近運(yùn)抵美國(guó)費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室，主要目的是尋找惰性中微子。據(jù)悉，這臺(tái)探測(cè)器將于今年年底或明年年初啟動(dòng)。該實(shí)驗(yàn)室的發(fā)言人、耶魯大學(xué)物理學(xué)家邦妮·弗萊明表示，與被科學(xué)家們認(rèn)為賦予物質(zhì)質(zhì)量的希格斯玻色子不同，惰性中微子處于完全未知的領(lǐng)域，只有少數(shù)科學(xué)家相信其存在，因此，最新實(shí)驗(yàn)極富“革命性”。

目前已知有三種類型的中微子：電子中微子、μ中微子和τ中微子，這些中微子會(huì)以一定的頻率相互轉(zhuǎn)化（中微子振蕩）；另外，在碰撞過程中，電子中微子能變成電子，μ中微子能變成μ子，τ中微子能變成τ輕子。但有少量跡象表明，可能還存在著一種全新的中微子。上世紀(jì)90年代，科學(xué)家們?cè)趯?duì)來自太陽(yáng)的中微子進(jìn)行探測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了疑似電子中微子消失的證據(jù)；也有探測(cè)中微子振蕩的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了多余的電子中微子。

弗萊明7月1日接受美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站采訪時(shí)表示，如果惰性中微子存在，它們將通過非常微弱的引力同物質(zhì)相互作用，因此不可能直接探測(cè)，新探測(cè)器的主要目的就是尋找惰性中微子的間接證據(jù)。在即將進(jìn)行的名為MicroBooNE的實(shí)驗(yàn)中，一束純?chǔ)讨形⒆訒?huì)通過這臺(tái)30噸的裝滿了氬氣的金屬罐。盡管大部分中微子都會(huì)毫發(fā)無損地通過氬氣，但有些中微子會(huì)變?yōu)殡娮又形⒆?、τ中微子或惰性中微子；其中的一些中微子還會(huì)與探測(cè)器內(nèi)氬原子的原子核發(fā)生碰撞。

隨后，探測(cè)器通過對(duì)碰撞后留下的帶電荷粒子進(jìn)行分析，確定何時(shí)、何地以及何種粒子最終被制造出來。因?yàn)檠芯咳藛T知道在此類碰撞中電子中微子變成電子的頻率，所以，最終出現(xiàn)的任何偏差都可能是μ中微子變成惰性中微子、接著變成電子中微子并最終變成電子的證據(jù)。盡管實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)惰性中微子（宇宙間最大的秘密之一）的可能性微乎其微，但并非不可能。不過，即使新實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了某些奇怪的現(xiàn)象，也并不能保證就是惰性中微子，而非其他完全不同的相互作用。