物理科技生物学-PHYICA

用两个高三和なな灵敏度探测器寻找亚电子伏无菌中微子

物理学 2022-06-09 23:59:10

作者:英格丽德·法德利

(同organic)有机 信用:雷诺合作

粒子物理的标准模型只占宇宙物质的20%

物理学家理论上认为,剩下的80%是由所谓的暗物质组成的,暗物质由不发射、吸收或反射光的粒子组成,因此不能用任何现有的仪器直接观察到

暗物质的存在是通过天文观测其引力效应间接推断出来的

到目前为止,研究人员还无法直接观察到这种神秘的物质,但他们已经引入了一些理论模型,描述了暗物质通过未知力(也称为暗力)与已知标准模型粒子相互作用时可能留下的“痕迹”

根据这些理论模型中的一些,暗物质可以通过检测其与正常物质极其罕见的相互作用的影响而被间接观察到

普朗克望远镜在十多年前发射到太空,由欧洲航天局(欧空局)操作,最近收集的天文数据暗示了一个不活动的(I

e

,无菌)类型的中微子,质量在亚电子伏级,这可能是有希望的暗物质候选者

由韩国不同研究所的研究人员组成的RENO(中微子振荡反应堆实验)合作组织,最近进行了一项对轻的、亚电子伏特无菌中微子振荡的研究,该研究基于位于韩国的两个相同的探测器在2200天的过程中收集的数据

虽然他们无法探测到这些振荡,但他们发表在《物理评论快报》上的发现可以为未来无菌中微子的研究提供信息

“无菌中微子,如果存在的话,可能会与活跃的中微子混合,从而在反应堆中微子实验收集的数据中留下可观察到的影响,”进行这项研究的研究人员之一金秀峰告诉《物理》杂志

(同organic)有机

“韩国的雷诺实验和中国的大亚湾实验在不同地点使用了多个相同的探测器,它们的灵敏度高到足以测试普朗克结果

" 信用:雷诺合作

到目前为止,旨在探测亚电子伏级无菌中微子相互作用迹象的实验努力还不能捕捉到这些难以捉摸的粒子的信号

因此,先前的发现似乎部分排除了最近基于普朗克望远镜收集的数据的假设的有效性

为了完全证实或推翻这一假设,物理学家首先需要进行覆盖剩余参数空间的搜索,收集非常精确的测量结果

在他们的研究中,金和他的同事分析了由两个相同的探测器收集的大量数据,这两个探测器分别位于韩国韩冰核电厂的六个反应堆的约300米和约1400米处

作为雷诺实验的一部分,这些数据是在八年的时间里积累起来的

RENO实验的主要目的是测量或设定所谓中微子混合矩阵参数θ13的极限,该参数是由不同中微子类型混合产生的振荡的原因

金解释说:“大数据样本使我们能够减少与统计波动相关的不确定性,我们的两个相同的检测器设置有助于大幅减少与测量系统和方法相关的不确定性。”

“他们大大提高了中微子能谱测量的准确性

与不可观测的无菌中微子混合导致数据中活性中微子消失,因此我们试图通过比较两个探测器的光谱形状来探测无菌中微子效应

" 总的来说,金和他的同事最近的工作证实了使用人造仪器进行暗物质搜索的可能性,这些仪器可以高精度地测量振荡

到目前为止,研究人员还无法检测到任何可能由无菌中微子相互作用产生的显著特征

因此,他们的发现表明,如果这些粒子确实存在,它们与其他粒子的相互作用将极其微弱

“我们和大亚湾反应堆中微子实验收集的结果为未来旨在探测无菌中微子相互作用的精确测量提供了路线图,”金说

“我们现在计划继续进行亚电子伏特规模的无菌中微子搜索

此外,我们最近报道了电子伏级无菌中微子搜索的结果,该结果显示了在观察到的中微子光谱中与无菌中微子混合的有趣迹象

我们计划利用雷诺反应堆中微子复合体继续这些努力

"

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