美因茨大学
信用:CC0公共领域
几十年来，物理学家一直在理论上认为，目前描述粒子物理的最佳理论——“标准模型”不足以解释宇宙的运行方式
在超越标准模型(BSM)的物理学探索中，被称为中微子的难以捉摸的粒子可能会指明方向
中微子有时被称为“幽灵粒子”，因为它们很少与物质相互作用，几乎可以穿过任何东西
然而，在穿过物质时，它们可能会“变慢”，这取决于中微子的类型(或“味道”)，这就是所谓的“物质效应”
" 在许多BSM模型中，由于新的迄今未知的自然力，中微子与物质有额外的相互作用
这些相互作用可能在不同程度上影响不同的中微子口味，由此产生的物质效应的强度取决于中微子穿过的物质的密度
如果研究人员观察到可以解释为“非标准相互作用”的物质效应，这可能指向新物理学
冰立方中微子观测站是一个嵌入南极冰中的传感器阵列，用于探测和研究来自外太空的中微子
但是在冰立方的中心有一个更密集的传感器子集，叫做DeepCore这个区域对地球大气中形成的低能中微子很敏感，这些中微子可能会受到非标准物质效应的更强烈影响
在今天发表在《物理评论D》上的一篇论文中，冰立方合作讨论了一项分析，在这项分析中，他们检查了三年的DeepCore数据，以了解大气中微子是否与物质有额外的相互作用
该分析对所有用于描述国家安全指数的参数进行了限制，这是对早期分析的改进，以前的分析仅限于冰立方最敏感的国家安全指数体系
新物理学的宝贵大使 德国美因茨大学的研究生、该出版物的主要作者伊莉莎·罗芬克说:“大气中微子是测试中微子是否具有NSI的一个很好的探测器，因为它们正好穿过地球，包括其物质密度非常高的中心。”
物质密度的变化直接改变了中微子的振荡模式——中微子改变味道或“振荡”的方式——因此也改变了哪些味道的中微子到达南极探测器
IceCube DeepCore对这些物质效应非常敏感，因为它每年都会探测到大量的大气中微子
在这项由美因茨大学研究生托马斯·厄尔哈特领导的分析中，研究人员观察了从各个方向到达DeepCore的中微子的振荡模式，并确定它们是否符合标准模型的预期，或者显示了五个有效参数中的任何一个的影响，这五个参数衡量了中微子味道与标准模型的相互作用程度
然后，研究人员可以通过测试振荡模式与不同NSI场景的匹配程度来约束有效NSI参数
首先，Ehrhardt和他的合作者一次检查一个有效参数，得到上图所示的结果
完全自由的NSI被单独调查
由于分析在很大程度上独立于任何特定的基础模型，研究人员能够在不依赖于一个模型的情况下约束国家统计研究所
研究人员能够对五个可能的NSI参数中的每一个单独进行限制，其灵敏度至少与wo rld的综合限制相当，这一成就被罗芬克描述为“前所未有的”
“研究人员说，更重要的是发现冰立方可以探测模型，在这些模型中，冰立方可以同时拟合所有参数
美因茨大学教授塞巴斯蒂安·博瑟说:“据我们所知，世界上没有其他实验可以通过单一的测量来做到这一点。”
“我们可以限制中微子领域新物理的前所未有的模型范围
“其结果是对以前只关注一个参数的冰立方分析的重大改进
研究人员希望中微子界的其他人会注意到这些结果，并将其纳入全球范围
罗芬克和她的合作者已经在使用更大的数据样本进行后续分析——八年而不是三年的数据——具有更好的敏感性
他们希望很快提高限额
“从长远来看，冰立方升级将是这种分析的真正改变者，”博瑟说
“升级不仅能提供更好的校准，减少系统不确定性的影响，还能让我们更好地解决中微子振荡，从而让我们更清楚地看到与标准模型的潜在偏差
对此我真的很兴奋！"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
