橡树岭国家实验室 印第安纳大学布鲁明顿分校的SCGSR奖获得者雅各布·泽特莱迈尔领导了数据分析，并与ORNL的迈克·费布拉罗合作研究了在蓝光下显示的涂层，以将氩光转换为可见光波长，从而提高检测能力
学分:雷克斯·泰洛/印第安纳大学 能源部橡树岭国家实验室的相干粒子物理实验已经确定了一种新的中微子相互作用的存在
因为中微子是电中性的，与物质的相互作用很弱，对观察这种相互作用的探索推动了探测器技术的进步，并为旨在解释宇宙奥秘的理论增加了新的信息
“中微子被认为是许多关于宇宙本质的公开问题的核心，”印第安纳大学物理学教授雷克斯·泰勒说
他领导了散裂中子源低温液态氩中微子探测器的安装、运行和数据分析，散裂中子源是美国能源部在ORNL的科学用户设施
发表在《物理评论快报》上的这项研究观察到，低能中微子通过弱核力与氩核相互作用，这一过程被称为相干弹性中微子-核散射，发音为“七”
“就像乒乓球轰击垒球一样，击中原子核的中微子只向大得多的原子核传递少量的能量，而大得多的原子核在受到微小的攻击时几乎察觉不到地退缩
为氩核的发现奠定基础的是2017年发表在《科学》杂志上的一项研究，在这项研究中，COMPLETED的合作者使用了世界上最小的中微子探测器，提供了中微子与更大更重的铯和碘化物核相互作用的CEvNS过程的第一个证据。
它们的后座力甚至更小，就像保龄球对乒乓球的反应
“粒子物理学的标准模型预测中微子从原子核的相干弹性散射，”杜克大学物理学家凯特·肖尔伯格说，她是相干科学技术目标的发言人和组织者
这项合作有来自19个机构和4个国家的80名参与者
“看到中微子与氩的相互作用，证实了早期从较重的原子核中观察到的现象，氩是最轻的原子核
测量过程精确地建立了对替代理论模型的约束
" 印第安纳大学物理系本科生玛丽亚·德尔·瓦莱·科埃略观看了安装在SNS中微子巷的CENS-10探测器
学分:雷克斯·泰洛/印第安纳大学 田纳西大学、诺克斯维尔大学和ORNL大学的物理学家尤里·埃弗雷门科领导开发了更灵敏的光电探测器，他说:“氩提供了一种‘门’
CEvNS过程就像一座我们知道应该存在的建筑
对钠和碘的第一次测量是让我们进入大楼探索的一扇门
我们现在打开了另一扇氩门
“氩气数据与误差线内的标准模型一致
然而，更大的探测器带来的更高的精确度可能会让科学家们看到新的东西
“看到意想不到的东西就像打开门，看到神奇的宝藏，”埃弗雷门科补充道
“我们正在寻找打破标准模式的方法
我们喜欢标准模型；这真的很成功
但是有些事情它就是不能解释，”物理学家杰森·纽比说，他是ORNL相干的领导者
“我们怀疑，在这些模型可能会崩溃的小地方，关于宇宙本质的大问题的答案，例如反物质和暗物质，可能还在等待中
" COMPLETED团队在SNS使用世界上最亮的脉冲中子源来帮助寻找答案
SNS为研究产生的中子会产生中微子作为副产品
在纽比和埃弗雷门科的领导下，SNS水星目标下的服务走廊已经被改造成一个专门的中微子实验室，被称为中微子巷
一个53磅或24公斤重的探测器，名为CENS-10，位于90英尺或27英尺处
距离低能中微子源5米，这优化了发现相干相互作用的机会
这意味着接近的中微子将原子核的微弱力视为一个整体，与非相干相互作用相比，这将导致更大的影响
更大的探测器更擅长进行高精度测量，而CENS-10探测器技术只需添加更多的液态氩就可以轻松扩大规模
cens-10探测器最初是由相干合作者Jonghee Yoo在费米实验室建造的
2016年，他和泰洛把它带到了IU，并在那里重新制作，然后才在社交网站上安装
纽比和埃弗雷门科用铅、铜和水的分层屏蔽来准备SNS场地，以消除中子背景
散裂中子源也产生大量中微子
信用:詹森·理查兹/ORNL，美国
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能量的 在最初的测量表明实验不受背景影响后，将波长转换涂层应用于光电探测器和内部反射器，显著改善了光收集
通过将氪-83m注入液态氩来校准检测器，以允许计算存在的光子数量
公布的结果使用了从cens-10收集的18个月的数据
数据分析揭示了159个事件，与标准模型预测一致
COMPLETE的数据将帮助全世界的研究人员解释他们的中微子测量，并测试他们可能的新物理理论
由标准模型预测并由COHERENT观察到的中微子-原子核相互作用的可计算指纹也有实际应用
“这是一种测量原子核内中子分布和中子星密度的方法，”Efremenko说
“这是对核物理和天体物理学的贡献，因为过程非常相似
" 不同类型的探测器对于全面的中微子研究是必要的
为了进一步实现观察各种原子核上的铯-氖激光器的目标，一个基于锗原子核的16公斤重的探测器将于明年安装在中微子巷，锗原子核比氩大，但比铯和碘小
自2017年以来，已经安装了一系列碘化钠探测器，以增强运行中的碘化铯探测器
与此同时，尽管有新冠肺炎，数据收集仍持续24/7，因为相干合作者远程监控他们的液态氩探测器
他们渴望把它扩大到吨级，每年能看到25倍的事件，并能观测到详细的能谱，揭示新物理的特征，包括无菌中微子的存在，它们没有弱相互作用，因此不会显示出相干的相互作用
最终，他们想在SNS的第二个目标站增加一个更大的10吨液态氩探测器
“我们正在推动这项技术，这样，在未来，我们将能够回答要求更高精度的问题，”纽比说
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