μ中微子“變身”τ中微子直接證據找到
- 發佈時間：2015-06-18 01:29:39 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京6月17日電 （記者劉霞）義大利格蘭·薩索國家實驗室的OPERA（採用乳膠徑跡裝置的振蕩實驗項目）實驗組表示，他們首次捕獲到了μ中微子“變身”為τ中微子的直接證據。
2011年9月，OPERA實驗組宣佈，發現中微子的行進速度超過了光速。此言一齣，引發公眾一片譁然，因為這顯然違背了愛因斯坦的狹義相對論。實驗組隨後在測量中發現了很多潛在的錯誤來源，證明此項“發現”是錯誤的。但事情並沒有結束，現在，OPERA實驗組首次直接觀測到中微子之間的“變身”。
目前，科學界普遍認為，中微子有三種類型或者“味”：電子中微子、μ中微子和τ中微子。在非常罕見的情況下，中微子會與質子或中子相互作用，生成電子、μ子或τ子輕子，這被稱為中微子振蕩。長時間以來，科學家們一直不相信中微子能改變其類型，但始終堅信，中微子振蕩不僅在微觀世界最基本的規律中起著重要作用，而且與宇宙的起源與演化有關，例如宇宙中物質與反物質的不對稱很有可能由此造成。
據英國《自然》雜誌6月16日報道，2008年到2012年間，歐洲核子研究中心（CERN）朝730公里遠的義大利格蘭·索瓦山發射了一束μ中微子束，當到達目的地時，有些μ中微子變成了τ中微子。最新研究結果表明，當這些中微子撞擊OPERA探測器內的鉛靶時，生成了一些τ輕子。那不勒斯費德里克二世大學的物理學家、OPERA發言人喬瓦尼·德萊利斯説：“這種輕子轉眼間就發生了衰變——儘管它以接近光速行進，但只行進了不到1毫米。”
OPERA團隊在15萬塊“磚”組成的陣列中，探測到了這種短命的粒子。陣列中的每塊“磚”重約8公斤，由57塊堆在一起的感光板組成。鋻於這套裝置的表面積達11萬平方米，他們設置了一套自動系統在這些板上搜索微條紋，其會顯示τ輕子出現的信號。
去年，OPERA團隊發表研究結論稱，他們發現了4個可能的τ輕子信號，但根據嚴苛的物理學法則，這尚不足以被宣佈為一項新發現。不過，他們現在發現了第五個此類事件，足以宣佈試驗獲得了成功。
2013年7月，世界上第一個加速器中微子實驗——日本的T2K實驗（從高能物理研究所到神崗的長基線加速器中微子實驗）首次使用人工中微子源，獲得了中微子振蕩的第一個直接證據——在一束μ中微子束中探測到了電子中微子的信號。
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