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MicroBooNE实验新发现 排除单一惰性中微子解释

2025-12-04 10:38     来源:费米国家加速器实验室     粒子物理核物理中微子费米国家加速器实验室

由美国能源部费米国家加速器实验室科学家领衔的国际合作团队,在MicroBooNE实验中取得重要进展。他们宣布未发现第四种中微子存在的证据,相关论文已发表于《自然》杂志。

先前的实验已经指出了可能观测到第四个中微子的区域。MicroBooNE 的科学家们以 95% 的把握排除了可能存在单个惰性中微子的区域。该合作项目结合了从两个不同的中微子束收集的数据,最终得出了这一结果。

中微子作为粒子物理研究中的神秘粒子,其行为长期与标准模型不符。理论学家曾提出惰性中微子假说,试图解释这些异常现象。然而,MicroBooNE实验的最新结果以95%的置信度排除了单一惰性中微子的存在,为这一长期困扰物理学界的谜团提供了新的线索。标准模型虽是解释宇宙运行规律的最佳理论,但并不完善,无法解释暗物质、暗能量等现象。因此,物理学家们一直致力于寻找新物理学,以揭开宇宙中更多未知的奥秘。

为了获得这一结果,MicroBooNE观测到了来自增强型中微子束(BNB)和NuMI的中微子。

MicroBooNE实验装置位于增强型中微子束沿线,通过观测来自两束中微子的相互作用,降低了实验结果的不确定性。实验合作组成员、布鲁克海文国家实验室博士后研究员Nitish Nayak表示:“MicroBooNE最终为过去几十年来对这些异常现象最有力的解释之一画上了句号。”尽管对MiniBooNE和LSND所观测到的异常现象的一种解释已被排除,但中微子之谜仍未完全解开。科学家们将继续分析剩余数据,并借助短基线中微子计划等更多实验,探索更复杂的模型是否能够解释这些异常。曼彻斯特大学教授、MicroBooNE联合发言人贾斯汀·埃文斯说:“这一结果将激发中微子物理学界的创造力,促使他们寻找更多新方法来探索新物理学。”

MicroBooNE合作项目的成员们在威尔逊大厅前与MicroBooNE探测器的3D打印模型合影。该合作项目由来自40个机构的193名科学家组成。


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