提到粒子物理,总绕不开“幽灵粒子中微子——每秒几万亿个穿过你身体,你却啥感觉都没有。最近,美国Fermilab的MicroBooNE实验公布了个炸锅结果:30年来大家苦找的“惰性中微子”,根本不存在?

打开网易新闻 查看精彩图片

先补个小知识:中微子的“身份小困惑”

中微子有三种“味道”——电子、μ子、τ子味。标准模型本来觉得它们没质量,但后来实验发现,中微子会在三种味道之间“换身份”(振荡)——这只有有质量才做得到,算是标准模型的小漏洞。

但上世纪90年代起,两个实验(LSND、MiniBooNE)发现了更怪的事:μ子中微子居然会变成电子中微子,频率还跟现有三种味道的振荡规律对不上。

打开网易新闻 查看精彩图片

30年的“替罪羊”——惰性中微子

当时大家琢磨:会不会还有第四种中微子?这种粒子不跟弱力互动(所以叫“惰性”),只沾引力的边?这样就能解释异常了——μ子中微子先变惰性,再变电子中微子。

这个假设火了30年,成了解谜“头号候选”。

MicroBooNE:给“幽灵”拍高清照

为了验证,Fermilab建了MicroBooNE探测器——大小跟校车差不多,核心是液氩时间投影室(能精准抓中微子互动的痕迹)。

实验从2015到2021年,用两个中微子束:产生μ子中微子,盯着看有没有额外的电子中微子冒出来(如果有惰性中微子,就会有这个振荡)。

结果出来——惰性中微子“没影了”

科学家测了好几年,最后发现:观测到的电子中微子数量,跟“没有惰性中微子”的预测完全对上,跟“有惰性中微子”的假设差得远。

这意味着,猜了30年的粒子,根本不存在。

谜团还在,但换赛道了

虽然排除了惰性中微子,但LSND和MiniBooNE的异常还没解。现在科学家换思路:比如是不是光子背景算错了?或者有其他新粒子

另外,更大的DUNE实验在准备——探测器跟足球场一样大,能测更暗的信号,说不定能挖更多宇宙秘密。

30年假设被推翻,听起来像坏消息,但对科学家来说,排除错误方向也是进步。你觉得宇宙里还藏着哪些没被发现的粒子?留言聊聊你的脑洞~