新墨西哥州洛斯阿拉莫斯，2021年10 月 27 日— 一項長達十多年的物理實驗的新結(jié)果提供了對先前實驗中發(fā)現(xiàn)的無法解釋的類電子事件的洞察。MicroBooNE 實驗的結(jié)果雖然沒有證實所提出的新粒子無菌中微子的存在，但為探索超越標(biāo)準(zhǔn)模型的物理學(xué)提供了一條前進的道路，標(biāo)準(zhǔn)模型是自然和基本粒子的基本力理論。

“到目前為止，MicroBooNE 的結(jié)果使得 MiniBooNE 實驗的異常類電子事件的解釋更有可能是超出標(biāo)準(zhǔn)模型的物理學(xué)，”洛斯阿拉莫斯國家實驗室的物理學(xué)家兼 MicroBooNE 合作成員威廉路易斯說。“新物理學(xué)究竟是什么——還有待觀察。”

能源部費米國家加速器實驗室的 MicroBooNE 實驗探索了洛斯阿拉莫斯國家實驗室研究人員首次發(fā)現(xiàn)的粒子束實驗中的一個驚人異常。在 1990 年代，與基于標(biāo)準(zhǔn)模型的計算相比，實驗室的液體閃爍體中微子探測器實驗看到了比預(yù)期更多的類電子事件。

2002 年，費米實驗室的后續(xù) MiniBooNE 實驗開始收集數(shù)據(jù)以更詳細地研究 LSND 結(jié)果。MiniBooNE 科學(xué)家還看到了比基于標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)測的計算更多的類電子事件。但是 MiniBooNE 探測器有一個特別的限制：它無法分辨出靠近中微子相互作用位置的電子和光子(光粒子)之間的區(qū)別。

MicroBooNE 實驗旨在探索額外事件異常的來源。MicroBooNE 探測器建立在最先進的技術(shù)和技術(shù)之上，使用特殊的光傳感器和 8,000 多根精心連接的電線來捕獲粒子軌跡。它裝在一個 40 英尺長的圓柱形容器中，里面裝滿了 170 噸純液態(tài)氬。中微子撞擊致密、透明的液體，釋放出電子設(shè)備可以記錄的額外粒子。由此產(chǎn)生的圖片顯示了詳細的粒子路徑，并且至關(guān)重要的是，區(qū)分了電子和光子。

“液態(tài)氬技術(shù)是中微子物理學(xué)的一個相對較新的領(lǐng)域，而 MicroBooNE 一直是這項技術(shù)的開拓者，展示了人們可以用它做什么不可思議的物理學(xué)，”實驗室物理學(xué)家、分析的聯(lián)合負(fù)責(zé)人 Sowjanya Gollapinni 說。“我們必須從頭開始開發(fā)所有工具和技術(shù)，包括如何處理信號、如何重建信號以及如何進行校準(zhǔn)等等。”