據(jù)英國《新科學(xué)家》網(wǎng)站6月2日(北京時間)報道,科學(xué)家宣布,他們已經(jīng)探測到一個中微子粒子的“華麗變身”??由μ子中微子變身為τ子中微子。歐洲核子研究中心(CERN)的物理學(xué)家表示,該發(fā)現(xiàn)將有助于更好地解釋宇宙形成的奧秘。
中微子是宇宙中非常重要的基本粒子,它獨有的物理特性一直深深吸引著科學(xué)家。中微子總共有三種類型:τ(陶)子中微子、μ(繆)子中微子和電子中微子。理論推測,它們會隨著周圍環(huán)境或由自身觸發(fā)在這三種類型間不斷轉(zhuǎn)化,這也被稱為“中微子震蕩”。
科學(xué)家一直在尋找中微子相互轉(zhuǎn)變的直接證據(jù)。2006年,CERN開始向地球的另一點??位于意大利境內(nèi)的格蘭?薩索實驗室發(fā)射μ子中微子束。此次實驗中,中微子束穿越地球所經(jīng)過的距離達(dá)730千米??茖W(xué)家預(yù)測,當(dāng)這些被發(fā)射出去的中微子到達(dá)格蘭?薩索實驗室時,其中一些μ子將轉(zhuǎn)變?yōu)棣幼印8裉m?薩索實驗室安裝在地下的中微子監(jiān)測儀屆時就會收集到有關(guān)的數(shù)據(jù),從而確定μ子是否真的轉(zhuǎn)變成了τ子。
格蘭?薩索實驗室的研究人員表示,經(jīng)過3年多的監(jiān)測,他們終于觀測到了μ子中微子中的1個已經(jīng)變成了τ子中微子??茖W(xué)家表示,這是首次找到中微子震蕩的直接證據(jù),其意義十分重大,將有助于解釋為什么中微子從太陽到達(dá)地球時的數(shù)量要明顯小于粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型計算出來的數(shù)量。
總結(jié)多年實驗事實而發(fā)展起來的粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型認(rèn)為,中微子的質(zhì)量為零,在相互作用中輕子數(shù)守恒,中微子不會從一種類型變成另一種類型。然而近幾年由不同國家、在不同地點、采用對不同能量中微子靈敏的不同技術(shù),都測量到太陽中微子丟失,其最直觀的解釋是中微子有質(zhì)量,且存在中微子振蕩。其實,科學(xué)家之前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了中微子震蕩的非直接證據(jù)。早在1998年,日本超級神岡探測器發(fā)現(xiàn),大氣和太陽中產(chǎn)生的許多μ子中微子和電子中微子在到達(dá)該探測器時消失了。
現(xiàn)在,科學(xué)家終于捕捉到了中微子“華麗變身”的直接證據(jù)。CERN發(fā)言人詹姆斯?吉列斯表示,探測到中微子的“華麗轉(zhuǎn)身”非常令人激動,它推翻了原有的粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型。另外,宇宙學(xué)的實驗研究表明,90%以上的宇宙質(zhì)量是暗物質(zhì)。由于中微子充滿整個宇宙,有質(zhì)量的中微子是宇宙暗物質(zhì)的候選者之一,對宇宙演化理論研究亦具有重要意義。
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更多>2018-10-12