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中微子之谜是否指向多个未知粒子?

科学
wanwan (42055)发表于 2021年10月29日 19时38分 星期五

来自穹顶之下
1993 年,新墨西哥州 Los Alamos 国家实验室的地下深处,公交车大小的油箱中的几道闪光开启了一个侦探故事,谜底至今未被揭开

Liquid Scintillator Neutrino Detector(LSND)当时正在寻找中微子产生的辐射爆发,中微子是所有已知基本粒子中最轻、最难以捉摸的一种。实验的一位负责人 Bill Louis 表示:“令我们非常惊讶,这就是我们所看到的。”

问题是他们看到的太多了。理论家曾假设,中微子在飞行时可能会在不同类型之间振荡——这种假说解释了各种天文观测。LSND 着手测试这一想法,他们将一束 μ中微子(三种已知类型之一)对准油箱,并计算到达那里的电子中微子的数量。然而 Louis 和他的团队检测到的到达油箱的电子中微子比简单的中微子振荡理论预测的要多得多。

之后又有数十个中微子实验,每一个都比上一个更加宏大。在山区、废弃的采矿洞穴和南极下方的冰层中,物理学家为这些臭名昭著的粒子建造了大教堂。但是当这些实验从各个角度探测中微子时,它们不断产生的关于粒子行为的照片却相互矛盾。Louis 表示,“情况愈加复杂。”

哈佛大学中微子物理学家 Carlos Argüelles-Delgado 表示:“这是一个非常令人困惑的故事。我称它为《小径分岔的花园》。”在博尔赫斯 1941 年创作的这篇短篇小说中,时间分支为无数可能的未来。对于中微子,相互矛盾的结果让理论家走上了不同道路,不确定哪些数据值得信任,哪些又可能会让他们误入歧途。Argüelles-Delgado 表示:“就像任何一个侦探故事一样,有时你会看到线索,但它们会把你推向错误的方向。”