由洛斯阿拉莫斯国家实验室制作 微型探测器被降低到费米实验室的实验设施中
学分:费米实验室 一项长达十多年的物理实验的新结果为先前实验中发现的无法解释的类电子事件提供了见解
微泡实验的结果虽然没有证实一种被提出的新粒子——无菌中微子的存在,但为探索超越标准模型、自然力基本理论和基本粒子的物理学提供了一条前进的道路
洛斯阿拉莫斯国家实验室的物理学家、微博恩合作项目成员威廉·路易斯说:“微博恩迄今为止的结果使得对微博恩实验异常类电子事件的解释更有可能是标准模型之外的物理现象。”
“新物理学到底是什么——还有待观察
" 美国大学的微型机器人实验
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美国能源部费米国家加速器实验室探索了粒子束实验中的一个惊人的异常,这是洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员首次发现的
20世纪90年代,与基于标准模型的计算相比,实验室的液体闪烁体中微子探测器实验看到了比预期更多的类似电子的事件
2002年,费米实验室的后续微型实验开始收集数据,以更详细地研究LSND结果
科学家们还看到了比基于标准模型预测的计算更多的类似电子的事件
但是微型探测器有一个特别的限制:它无法在接近中微子相互作用的地方分辨电子和光子(光的粒子)之间的区别
微博客实验试图探索额外事件异常的来源
微型探测器建立在最先进的技术和工艺之上,使用特殊的光传感器和8000多根精心连接的电线来捕捉粒子轨迹
它装在一个40英尺长的圆柱形容器里,里面装满了170吨纯液态氩
中微子撞上致密透明的液体,释放出电子设备可以记录的额外粒子
最终的图片显示了详细的粒子路径,关键是,区分了电子和光子
实验室物理学家、该分析项目的共同领导者Sowjanya Gollapinni说:“液态氩技术相对来说是中微子物理的一个新人,而MicroBooNE一直是这项技术的开拓者,证明了人们可以用它做什么不可思议的物理。”
“我们必须从头开始开发所有工具和技术,包括如何处理信号、如何重建信号以及如何进行校准等
" 微泡包括一系列测量:一个光子测量和三个电子测量
10月初,光子测量的结果,特别是寻找德尔塔辐射衰变,提供了第一个直接证据,反对由于这种异常的单光子产生导致的中微子相互作用过剩,作为微型光子能量过剩的解释
德尔塔辐射衰变是迷你布恩实验无法直接约束的唯一背景
这三个新的电子分析解决了过量是否是由于电子中微子在氩核上散射,产生了一个输出电子的问题
新的结果不赞成这一过程,认为这是对迷你桶过量的解释,留下了什么导致迷你桶异常的问题仍然没有答案
路易说:“在我看来,光子和电子的产生都不能解释过剩,这使得理解微型光子的结果变得更有趣,也更有可能冒险进入标准模型之外的一些非常有趣的物理领域。”
微泡时间投影室探测器内部
学分:费米实验室 由于来自微博客的数据只有一半尚未评估,可能的解释仍有待考虑(或在未来的实验中测试),包括尚未证实的无菌中微子可能衰变为伽马射线的可能性
轴子衰变——轴子是另一种假设的基本粒子——变成伽马射线或电子-正电子对也可能是原因
无菌中微子和轴子可能与暗部有关,暗部是不同但未被观测到的物理和粒子的假想领域
“可能性是无穷无尽的,”戈拉平尼说,“微博恩将执行一项任务,用完整的数据集来探索其中的每一个
这些结果为进一步的实验物理提供了一条途径,但是对这些结果的全面理解也将取决于我们的理论物理同事,他们对这些结果非常感兴趣
" 微博客是寻找答案的一系列中微子实验之一
ICARUS探测器开始收集物理数据,短基线近探测器(SBND)将于2023年上线;两个探测器都使用液态氩技术
这三个实验与微博客一起构成了费米实验室的短基线中微子计划,并将产生丰富的中微子数据
例如,在一个月内,SBND记录的数据将超过微博在两年内收集的数据
今天来自微博客的结果将有助于指导三人组广泛投资组合中的一些研究
液态氩还将进一步利用微型火箭的技术和工艺,用于深地下中微子实验,这是费米实验室主办的一项旗舰国际实验,已经有来自30多个国家的1000多名研究人员
沙丘将通过向南达科他州一英里深的桑福德地下研究设施的探测器发送穿过地球1300公里(800英里)的中微子来研究振荡
短距离和长距离中微子实验的结合将使研究人员深入了解这些基本粒子的工作原理
在南达科他州的费米实验室或地下,实验室的研究人员正在贡献技术和分析理解来探索粒子物理的奥秘
未来是未知的,但令人兴奋
Gollapinni说:“我们已经发现并继续发现的微博客将对未来的实验产生重大影响。”
“这些结果为我们指明了新的方向,告诉我们要跳出框框思考
微博客探索我们面前令人兴奋的物理的旅程才刚刚开始,在未来的几年里,微博客将揭示更多的东西
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