友情链接:

当前位置:
  • 首页>
  • 赵媛媛 >
  • 新的“跷跷板模型”测试探索中微子质量之谜-bob天博体育,天博app下载链接

新的“跷跷板模型”测试探索中微子质量之谜-bob天博体育,天博app下载链接

时间:2022-06-30 19:23:05 出处:赵媛媛 阅读(143)

bob天博体育,天博app下载链接CMS设备

bob天博体育,天博app下载链接■本报记者韩杨梅

bob天博体育,天博app下载链接中国科学家对中微子质量模型探测的研究最近受到了全球最大粒子物理实验室欧洲核子研究中心的特别关注。

bob天博体育,天博app下载链接LHC中国合作组和北京大学高能物理CMS组之一的李强团队对解释中微子小质量来源的“跷跷板模型”进行了新的测试。这些发现为大型强子对撞机的数据挖掘打开了一个新窗口。

“难以捉摸”的品质

中微子被认为是自然界中最有趣的粒子。科学家们痴迷于揭示其特征和品质的“奥秘”。

1934年,著名物理学家费米将一种“能引起能量损失的幽灵状粒子”命名为中微子,意为“中性小粒子”,以区别于大质量和中等大小的粒子。性中子。

后来的实验不断证实,自然界中至少存在三种形式的中微子,也称为三种“味道”:电子中微子、μ介子中微子和陶质中微子。它们分别对应于带电轻子(电子、μ子和陶子)。

大约 20 年前,在一项关于中微子振荡的实验研究中,科学家们确定一种“味道”的中​​微子自发地变成了另一种“味道”但质量非零的中微子。

尽管科学家们尽最大努力测量中微子的质量,但只能确定中微子质量的上限。迄今为止最好的结果是德国卡尔斯鲁厄理工学院国际氚中微子实验(KATRIN)获得的质量小于0.8电子伏特的中微子。

在标准模型中,有一种“希格斯机制”将质量赋予粒子。它还揭示了不能分解成更小的成分的粒子,例如夸克和电子,可以通过与希格斯玻色子相关的基本场的相互作用来获得它们的质量。

然而,中微子是个例外。希格斯机制无法解释它们的质量,中微子质量的起源仍然是个谜。

值得期待的“跷跷板模式”

1978 年,诺贝尔物理学奖获得者斯蒂芬·温伯格建立了一个数学模型,该模型表明存在非常大质量的马约拉纳型中微子,在当前可用的碰撞能量下无法摧毁。直接观察到。

然而,这些马约拉纳型中微子可以与标准模型中微子相互作用,从而产生具有小但非零质量的标准模型中微子,正如实验所观察到的。此外,这些马约拉纳中微子的质量越大,标准模型中微子的质量就越小,这一假设被称为“跷跷板模型”。

李强解释说,这种“跷跷板模型”将已知的轻中微子与假设的重中微子配对。在这个模型中,较重的中微子充当“跷跷板”上的“大孩子”,提升较轻的中微子以使其质量更小。然而,“跷跷板模型”的使用取决于中微子是马约拉纳粒子这一事实——反物质粒子本身就是反物质粒子。

然而,这种对非零中微子质量起源的解释引发了另一个谜题:我们今天所知道的宇宙如何几乎完全由物质构成,几乎没有反物质的踪迹。

李强团队对这种“跷跷板模型”进行了测试和研究。他们使用 CMS 探测器在 2016 年至 2018 年间收集的大型强子对撞机的高能碰撞数据,通过称为矢量玻色子融合的特殊过程来寻找由此产生的马约拉纳中微子。

“如果这个过程发生,碰撞事件将产生两个具有相同电荷的μ子(电子的重质量兄弟姐妹),两个总质量更大且彼此相距更远的粒子射流,并且没有中微子。”李强说。

期待更多数据验证

实验数据中信号事件的数量与背景过程非常吻合,在数据中没有发现马约拉纳中微子的迹象。然而,研究人员能够为“跷跷板模型”中的参数设置新的边界值,该模型描述了已知轻中微子和假设的重中微子之间的量子混合。

CMS 国际大型协作组认为,这项最新研究不仅改进了之前的实验结果,而且约束了温伯格和马约拉纳的两个假设,为大型强子对撞机的数据挖掘打开了大门。新窗户。

CERN 认为,这些研究探查了质量大于 6500 亿电子伏特的重马约拉纳中微子的边界值,以及对质量大于 2 万亿电子伏特(2TeV)的重马约拉纳中微子至 25TeV 的首次直接约束中微子。

值得期待的是,大型强子对撞机已于4月22日成功重启,并将在今年夏天重新进入碰撞模式。

“我们正准备利用新的数据继续推进‘跷跷板模型’的探索,同时也会对不断变化的‘跷跷板模型’(如高维算子结构)进行研究。”李强告诉《科学中国报》。

11183快递查询网

bob综合手机客户,bob手机版网页

温馨提示:以上内容和图片整理于网络,仅供参考,希望对您有帮助!如有侵权行为请联系删除!

友情链接: