埋在南極洲地下的天文台發現了七個潛在的“幽靈粒子”

知新了了 2024-03-18 11:35:02

冰立方(IceCube)天文台對中微子的搜索已經發現了一些有希望的信號。

研究人員利用埋藏在南極冰層深處的冰立方中微子觀測站的數據,認爲他們可能發現了濤子中微子,這是一種來自太空的亞原子粒子的某種類型。這七個候選信號出現在9.7年的天文台數據中,這也證明了這些小粒子是多麽難以捉摸。

根據天文台的數據,每秒大約有100萬億個中微子穿過你的身體。它們是我們所知道的最輕的有質量的粒子,是基本粒子,這意味著它們不是由更小的物理積木組成的。該合作的研究結果將發表在《物理評論快報》上,目前托管在預印本服務器arXiv上。

賓夕法尼亞州立大學的物理學家、該研究的主要作者之一道格·考恩(Doug Cowen)在冰立方發布會上說:“在數據中探測到七個候選的濤子中微子事件,再加上預期本底的數量非常低,我們可以斷言,背景合謀産生七個濤子中微子的可能性極小。天體物理學中濤子中微子的發現也有力地證實了冰立方早先發現的漫射天體物理學中微子通量。”

“漫射天體物理中微子通量”是什麽鬼東西?這指的是來自太空深處的密集中微子流,遠遠超出相對較小的宇宙鄰域 —— 銀河系。這股流主要由電子中微子和濤子中微子組成,還有一小部分介子中微子。

來自太空深處的粒子有許多形狀和大小,但它們的大多數尺寸都非常非常小。值得贊揚的是,中微子已經被直接觀測到。其他的,比如假設的軸子,仍然難以捉摸,如果被證明存在,可能至少是宇宙暗物質的一部分。

冰立方由5000多個光敏設備組成,這些設備可以探測到中微子與南極冰分子相互作用時發出的罕見藍光。道格·考恩說,背景噪聲與濤子中微子信號相匹配的可能性不到350萬分之一。研究小組報告說,他們的新發現“排除了在 [5 西格瑪] 水平上缺乏天體物理 [濤子中微子] 的可能性”。基本上,你可以認爲濤子中微子非常罕見,確實如此。

費米實驗室正在南達科他州鉛市地下一英裏處建造自己的中微子探測器。這些探測器一起被稱爲“深地下中微子實驗(DUNE)”,位于地球表面以下近一英裏處,第一個探測器預計將于2029年投入使用。

冰立方(IceCube)已經在南極洲下辛苦工作了十多年,所以,DUNE要迎頭趕上了。無論如何,兩個中微子探測器的實驗總比一個好,所以,讓我們爲下一個十年的發現幹杯。

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知新了了

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