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科学家探测到中微子振荡 推翻原有粒子模型

来源:科技日报
2010年06月03日13:59

  据英国《新科学家》网站6月2日(北京时间)报道,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。(刘霞)

(责任编辑:罗园)
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