中微子是最輕的物質粒子,迄今還未能測出它的確切質量,但至少比電子還要輕100萬倍。 它的最大特點就是幾乎不與任何物質反應,所以我們感覺不到它的存在,科學上探測也極為困難。因此,中微子的發現和研究過程,飽含著無數科研人員的心血。
2018年,在一項名為FASER項目的大型實驗中,科學家們發現了六次中微子的相互作用。
科學家表示,在該項目開始之前,還從未在粒子對撞機上看到過中微子的跡象。隨著這項重大的突破,后續能夠更加深入地了解這些難以捉摸的粒子、及其在宇宙中所扮演的角色。
FASER探測器本體由鉛/鎢金屬隔板組成,且中間有一層乳劑。一些中微子會撞擊到致密金屬中的原子核,從而產生其它流行乳液的粒子。
當乳劑層像膠片一樣“顯影”時,它們留下的痕跡就可以被觀察到。在驗證了該方法的有效性后,FASER團隊現在又準備一系列新實驗,并換用一套更大、更靈敏的完整儀器裝置。
據悉,名為FASERnu的完整探測器的重量超過了1090公斤(2400磅),而FASER的先行版本僅為29公斤(64磅)。
得益于更高的靈敏度,研究團隊不僅可以更頻繁地檢測中微子,還能夠區分它們進入時的三種形態、甚至反中微子。研究人員表示,FASERnu或將可以記錄下超過10000次的中微子相互作用。
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論文原文:https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.104.L091101