作者:约瑟夫
阿尔贡国家实验室哈蒙 中微子-原子核相互作用对能量的截面
对于核子对而不是单个核子的情况，实验和模型计算之间的一致性得到了改善
插图显示中微子与原子核相互作用并喷射出一个轻子
学分:阿尔贡国家实验室 科学家通常称中微子为“幽灵粒子”
“中微子是宇宙起源时最丰富的粒子之一，今天依然如此
太阳中的聚变反应产生了大量的聚变反应，它们每天都倾泻在地球上
每秒钟有数以万亿计的电流通过我们的身体，然后穿过地球，就好像地球不存在一样
“虽然中微子在大约一个世纪前被首次假设，并在65年前被首次探测到，但由于它们不愿意与物质相互作用，所以仍然笼罩在神秘之中，”美国大学的核物理学家亚历山德罗·洛瓦托说
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能源部阿尔贡国家实验室
洛瓦托是来自四个国家实验室的研究小组的成员，他们构建了一个模型来解决关于中微子的许多谜团之一——它们如何与原子核相互作用，原子核是由质子和中子(“核子”)通过强大的力结合在一起组成的复杂系统
这一知识对于解开一个更大的谜团至关重要——为什么在穿越空间或物质的旅程中，中微子会神奇地从一种类型变成三种可能的类型或“味道”
" 为了研究这些振荡，美国能源部费米国家加速器实验室进行了两组实验
在这些实验中，科学家们在粒子加速器中产生一股强烈的中微子流，然后在很长一段时间内(迷你桶)或距离源头500英里的地方(NOvA)将它们送入粒子探测器。
知道了中微子味道的原始分布后，实验人员就收集了与探测器中中微子和原子核的相互作用有关的数据
根据这些信息，他们可以计算出中微子味道随时间或距离的任何变化
在微型探测器和NOvA探测器中，原子核来自碳-12同位素，它有6个质子和6个中子
“我们的团队参与进来是因为这些实验需要一个非常精确的模型来描述中微子与探测器原子核在大能量范围内的相互作用，”诺埃米·罗科说，他是阿尔贡物理部门和费米实验室的博士后
鉴于中微子的不确定性，实现对这些反应的全面描述是一项艰巨的挑战
该小组的中微子与单个核子和一对核子相互作用的核物理模型是迄今为止最精确的
“我们的方法是第一个在如此微观的水平上模拟这些相互作用的方法，”罗科说
“早期的方法没有那么精细
" 该小组的一个重要发现是，基于阿尔贡领导计算设施(ALCF)现已退役的米拉超级计算机上进行的计算，核子对相互作用对于精确模拟中微子与原子核的相互作用至关重要
ALCF是美国能源部科学用户设施办公室
洛瓦托说:“探测器中的原子核越大，中微子与它们相互作用的可能性就越大。”
“未来，我们计划将我们的模型扩展到更大原子核的数据，即氧和氩的数据，以支持日本和美国的实验计划
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" 罗科补充说，“对于那些计算，我们将依赖于更强大的ALCF计算机，现有的Theta系统和即将到来的exascale机器，极光
" 科学家希望，最终，中微子及其反粒子的味道振荡的完整图像将会出现，称为“反中微子”
“这一知识可能会揭示为什么宇宙是由物质而不是反物质构成的——这是关于宇宙的基本问题之一
这篇题为“C12中(νℓ,ℓ−)和(ν ℓ,ℓ+)包含散射的从头计算研究:面对微型黑洞和T2K CCQE数据”的论文发表在《物理评论x》上
除了罗科和洛瓦托，作者还包括J
美国洛斯阿拉莫斯国家实验室
冈多尔菲(洛斯阿拉莫斯国家实验室)
席维拉(旧自治领大学/杰斐逊实验室)
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