美日联手获取中微子更精确测量结果助力解释宇宙中正反物质不对称之谜

位于美国的NOvA实验（费米国家加速器实验室主导的粒子物理项目）和日本的T2K实验（日本主导的国际合作粒子物理学实验），获取了对中微子质量差异以及中微子-反中微子振荡不对称的更精确测量结果，推进了对中微子行为的进一步认知。22日发表于《自然》的这一成果，增进了人们对中微子振荡这一过程的理解，或能用于探索宇宙中的正反物质不对称。

中微子是有望揭示宇宙物质起源的微小基本粒子，但由于会与物质发生微弱的相互作用，所以很难研究。中微子有不同的形式，或称“味”，这些味会在中微子振荡过程中发生演化。研究这个过程能揭示中微子质量的许多细节以及这些味如何混合，包括中微子或反中微子的振荡方式是否有差异，或不对称。确定不对称或能解释当前宇宙中物质多于反物质的原因。近几十年的中微子振荡实验带来了一些见解，但仍有很多问题有待解答。

NOvA和T2K是两个现役的长基线中微子振荡实验，它们能探测从一个加速器设施到一个大型探测器、穿过地球数百千米的中微子。研究人员对这两个实验的数据集进行了联合分析，发现了与中微子质量和基本对称相关的新限制条件。

两个数据集之前都被分析过，但这次的联合分析提升了结果的统计学显著性，并取得了对中微子质量差异以及中微子-反中微子振荡不对称的更精确测量结果。

这些结果提供了对控制中微子与反中微子振荡差异的参数的精确估算。虽然没有直接观测到中微子与反中微子的不对称，但数据提示两种粒子间可能存在违反对称性的情况。

研究人员表示，结合这些分析，能交叉互补两个实验的灵敏度，并彰显了合作的价值。