中微子可能是最終解開我們以物質為主的宇宙起源之謎的關鍵，并且正在進行兩項耗資數(shù)十億美元的重大實驗，以揭示粒子的秘密?，F(xiàn)在，一組核物理學家已轉向不起眼的電子，以提供有關這些實驗如何更好地準備捕獲關鍵信息的見解。他們的研究在美國能源部的托馬斯杰斐遜國家加速器設施進行，最近發(fā)表在《自然》雜志上，表明實驗需要對中微子模型進行重大更新，才能獲得高精度結果。
中微子無處不在，由我們宇宙中的恒星大量產(chǎn)生。盡管普遍存在，但這些害羞的粒子很少與物質相互作用，因此很難研究它們。
“存在中微子從一種類型轉變?yōu)榱硪环N類型的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為中微子振蕩。研究這種現(xiàn)象很有趣，因為它并沒有得到很好的理解，”該研究的共同主要作者 Mariana Khachatryan 說，她是Old Dominion 大學教授和著名學者 Larry Weinstein 的研究小組的研究生，當時她為該研究做出了貢獻。研究。她現(xiàn)在是佛羅里達國際大學的博士后研究助理。
研究中微子振蕩的一種方法是建造巨大的超靈敏探測器來測量地下深處的中微子。探測器通常包含具有大核的致密材料，因此中微子更有可能與它們相互作用。這種相互作用觸發(fā)了探測器記錄的一系列其他粒子。物理學家可以使用這些數(shù)據(jù)來梳理有關中微子的信息。
“中微子物理學家這樣做的方法是測量中微子與原子核相互作用產(chǎn)生的所有粒子，并重建傳入的中微子能量，以了解更多關于中微子及其振蕩的信息，并非常非常精確地測量它們，”解釋說。阿迪德系。Ashkenazi 是該研究的聯(lián)系作者，他作為麻省理工學院Or Hen 教授研究小組的研究學者參與了該項目。她現(xiàn)在是特拉維夫大學的高級講師。
“探測器由重原子核構成，中微子與這些原子核的相互作用實際上是非常復雜的相互作用，”Ashkenazi 說。“那些中微子能量重建方法仍然非常具有挑戰(zhàn)性，我們的工作是改進我們用來描述它們的模型。”
這些方法包括使用稱為 GENIE 的理論模擬對相互作用進行建模，使物理學家能夠推斷傳入中微子的能量。GENIE 是許多模型的混合物，每個模型都幫助物理學家再現(xiàn)中微子和原子核之間相互作用的某些方面。由于對中微子知之甚少，因此很難直接測試 GENIE 以確保它能夠從未來中微子實驗(例如深地下中微子實驗(DUNE) 或超級神岡。
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