科学家设计新实验探寻惰性中微子

一台重达30吨的探测器最近运抵美国费米国家加速器实验室，主要目的是寻找惰性中微子。据悉，这台探测器将于今年年底或明年年初启动。该实验室的发言人、耶鲁大学物理学家邦妮·弗莱明表示，与被科学家们认为赋予物质质量的希格斯玻色子不同，惰性中微子处于完全未知的领域，只有少数科学家相信其存在，因此，最新实验极富“革命性”。

目前已知有三种类型的中微子：电子中微子、μ中微子和τ中微子，这些中微子会以一定的频率相互转化（中微子振荡）；另外，在碰撞过程中，电子中微子能变成电子，μ中微子能变成μ子，τ中微子能变成τ轻子。但有少量迹象表明，可能还存在着一种全新的中微子。上世纪90年代，科学家们在对来自太阳的中微子进行探测时，发现了疑似电子中微子消失的证据；也有探测中微子振荡的实验发现了多余的电子中微子。

弗莱明7月1日接受美国趣味科学网站采访时表示，如果惰性中微子存在，它们将通过非常微弱的引力同物质相互作用，因此不可能直接探测，新探测器的主要目的就是寻找惰性中微子的间接证据。在即将进行的名为MicroBooNE的实验中，一束纯μ中微子会通过这台30吨的装满了氩气的金属罐。尽管大部分中微子都会毫发无损地通过氩气，但有些中微子会变为电子中微子、τ中微子或惰性中微子；其中的一些中微子还会与探测器内氩原子的原子核发生碰撞。

随后，探测器通过对碰撞后留下的带电荷粒子进行分析，确定何时、何地以及何种粒子最终被制造出来。因为研究人员知道在此类碰撞中电子中微子变成电子的频率，所以，最终出现的任何偏差都可能是μ中微子变成惰性中微子、接着变成电子中微子并最终变成电子的证据。尽管实验中发现惰性中微子（宇宙间最大的秘密之一）的可能性微乎其微，但并非不可能。不过，即使新实验发现了某些奇怪的现象，也并不能保证就是惰性中微子，而非其他完全不同的相互作用。