发布时间:2010-06-03 15:51 原文链接: 科学家首次探测到“中微子震荡”

  科学家宣布,他们已经探测到一个中微子粒子的“华丽变身”——由μ子中微子变身为τ子中微子。欧洲核子研究中心(CERN)的物理学家表示,该发现将有助于更好地解释宇宙形成的奥秘。

  中微子是宇宙中非常重要的基本粒子,它独有的物理特性一直深深吸引着科学家。中微子总共有三种类型:τ(陶)子中微子、μ(缪)子中微子和电子中微子。理论推测,它们会随着周围环境或由自身触发在这三种类型间不断转化,这也被称为“中微子震荡”。

  科学家一直在寻找中微子相互转变的直接证据。2006年,CERN开始向地球的另一点——位于意大利境内的格兰—萨索实验室发射μ子中微子束。此次实验中,中微子束穿越地球所经过的距离达730千米。

  科学家预测,当这些被发射出去的中微子到达格兰—萨索实验室时,其中一些μ子将转变为τ子。格兰—萨索实验室安装在地下的中微子监测仪届时就会收集到有关的数据,从而确定μ子是否真的转变成了τ子。

  格兰—萨索实验室的研究人员表示,经过3年多的监测,他们终于观测到了μ子中微子中的1个已经变成了τ子中微子。

  科学家表示,这是首次找到中微子震荡的直接证据,其意义十分重大,将有助于解释为什么中微子从太阳到达地球时的数量要明显小于粒子物理学标准模型计算出来的数量。

  总结多年实验事实而发展起来的粒子物理的标准模型认为,中微子的质量为零,在相互作用中轻子数守恒,中微子不会从一种类型变成另一种类型。

  然而近几年由不同国家、在不同地点、采用对不同能量中微子灵敏的不同技术,都测量到太阳中微子丢失,其最直观的解释是中微子有质量,且存在中微子振荡。

  其实,科学家之前已经发现了中微子震荡的非直接证据。早在1998年,日本超级神冈探测器发现,大气和太阳中产生的许多μ子中微子和电子中微子在到达该探测器时消失了。

  现在,科学家终于捕捉到了中微子“华丽变身”的直接证据。CERN发言人詹姆斯·吉列斯表示,探测到中微子的“华丽转身”非常令人激动,它推翻了原有的粒子物理学标准模型。

  另外,宇宙学的实验研究表明,90%以上的宇宙质量是暗物质。由于中微子充满整个宇宙,有质量的中微子是宇宙暗物质的候选者之一,对宇宙演化理论研究亦具有重要意义。

相关文章

在早期宇宙时间过得更慢

根据对古代天体的观测,时间似乎在宇宙年轻时过得更慢,这些天体的进化速度似乎是今天的五分之一。相关论文近日发表于《自然-天文学》时间在过去似乎更慢的想法听起来很奇怪,但这是自大爆炸以来宇宙膨胀的直接结果......

冰立方探测器首次发现来自银河系的中微子

经过十多年的搜寻,位于南极洲的冰立方中微子探测器终于发现了来自银河系内部的高能粒子。这一发现为了解宇宙射线如何塑造宇宙打开了一扇窗。银河系的圆盘在每种波长的光中都非常明亮,尤其是在伽马射线中,伽马射线......

银河系中微子成像新进展

从可见星光到无线电波,长期以来人们一直通过银河系发出的各种频率的电磁辐射来观察它。科学家们现在通过确定数千个中微子的银河起源,揭示了银河系的独特图像。基于中微子的银河系图像,是第一张由物质粒子而不是电......

南极“冰立方”探测到来自银河系平面的中微子

国际天体物理学合作项目“冰立方中微子天文台”的研究人员29日在《科学》杂志发表论文说,他们利用机器学习技术挖掘“冰立方”的观测数据,探测到了来自银河系平面的中微子信号。中微子是一种不带电的基本粒子,在......

宇宙注定要蒸发?霍金辐射理论或不仅限于黑洞

根据史蒂芬·霍金的著名辐射理论,随着事件视界(黑洞最外层的边界)对周围量子场的破坏,黑洞会随着时间蒸发,并以一种奇怪的辐射形式逐渐失去质量。但分析表明,事件视界对这一过程并不是必不可少的。日前,据荷兰......

我国学者在暗物质基本性质研究中取得进展

在国家自然科学基金项目(批准号:12090061、12222505)等资助下,上海交通大学刘江来和周宁教授团队利用PandaX-4T液氙探测器的实验数据,在暗物质基本性质研究中取得进展,对暗物质可能具......

用科幻在宇宙中创造“春天”

随想录不知不觉中,科幻春晚已经走过了六个年头,本届科幻春晚的主题是“宇宙千春词”。春天不只是一种季节的更替,更是一种希望与慰藉。在人类的文化长河中,沉淀着太多对于春天的歌颂与咏叹。春天是万物复苏的象征......

《自然》:科学家给出当前暗物质“亮度”上限

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/5/500862.shtm近日,上海交通大学牵头的PandaX合作组在深度分析新一代PandaX-4T液氙探测......

宇宙首批恒星爆炸“灰烬”现身

法国和意大利科学家携手利用欧洲空间局的甚大望远镜,首次发现了宇宙中第一批恒星爆炸后留下的“灰烬”。他们探测到3个遥远的气体云,其化学成分与科学家对第一批恒星爆炸的预期相匹配。最新发现有望帮助科学家进一......

大亚湾中微子实验合作组再获大奖

4月24日,欧洲物理学会高能与粒子物理分会宣布,由中国科学院高能物理研究所主持的大亚湾中微子实验合作组和韩国中微子实验(RENO)合作组,获2023年度欧洲物理学会高能与粒子物理奖。颁奖仪式将于8月2......