费米实验室精确测量出特定能量中微子

费米实验室精确测量出特定能量中微子

科技日报北京4月10日电 (记者刘霞)中微子是研究原子核内部情况的极好工具，但中微子很难产生和探测，且很难确定中微子撞击原子时的能量。现在，美国费米实验室MiniBooNE研究团队报告称，他们日前首次识别出能量为2.36亿电子伏特的缪子中微子，有助进一步促进中微子振荡和相互作用的相关研究。

中国科学院高能所研究员曹俊对科技日报记者解释，为揭示原子核的“真面目”，物理学家会朝原子发射粒子并测量它们如何碰撞以及散射。如果粒子的能量足够大，其可将原子核击碎并揭示将原子核“绑”在一起的亚原子力的信息。但为了获得最精确的测量结果，科学家需要知道粒子的确切能量。由于中微子不带电荷，因此，在用中微子进行上述实验时，很难确定中微子的确切能量。

最新实验中的中微子源于距离MiniBooNE探测器约86米的静止K介子(产生于NuMI束线粒子吸收器中的铝材料)的衰变。高能K介子会衰变成具有一定能量范围的缪子中微子，但静止的K介子衰变会释放单一能量的中微子。他们设法识别出源于静止K介子衰变的缪子中微子，然后借助能量和动量守恒定理，推断出这些缪子中微子的能量。

MiniBooNE联合发言人、洛斯阿拉莫斯国家实验室的理查德·范德沃特说：“此次实验对未来短和长基线中微子振荡研究来说非常重要。”

曹俊表示：“未来有可能采用这种中微子源研究中微子振荡，或者研究原子核结构，比如说奇异夸克对核子自旋的贡献等。”

此外，位于MiniBooNE附近的MicroBooNE探测器也接收到了来自102米外的NuMI吸收器的单能缪子中微子，研究人员正在对此进行研究。由于MicroBooNE使用液氩技术记录中微子的相互作用，因此有望提供更多信息。

中微子是基本粒子里最神秘的一员，因为它几乎不与别的粒子反应，难以捕捉。而微观世界迄今未解开的谜题，大多都与中微子相关。所以，每当我们又设计出了“称量”中微子的新方法，都是向基础物理的前沿迈出一步。等江门中微子实验装置建成，中国将在中微子质量研究领域占据重要地位。