鍺探測(cè)器陣列完成首次無(wú)背景干擾搜索
2017-04-06 16:38:17 來(lái)源： 瀏覽次數(shù)：0
英國(guó)《自然》雜志發(fā)表了一項(xiàng)粒子物理學(xué)重大突破：鍺探測(cè)器陣列（GERDA）實(shí)驗(yàn)的物理學(xué)家完成了首次無(wú)背景干擾搜索，但未發(fā)現(xiàn)“無(wú)中微子雙β衰變”跡象。“無(wú)中微子雙β衰變”是一種放射性衰變，如果被發(fā)現(xiàn)存在，將證明中微子是其自身的反粒子，從而結(jié)束粒子物理學(xué)界長(zhǎng)期爭(zhēng)論的一個(gè)議題。
一些粒子物理學(xué)經(jīng)典模型的擴(kuò)充理論通過(guò)假設(shè)中微子是其自身的反粒子，來(lái)解釋為何現(xiàn)在的宇宙中物質(zhì)多于反物質(zhì)。如果假設(shè)成立，那么就應(yīng)存在名為“無(wú)中微子雙β衰變”的放射性衰變——原子核衰變放射兩個(gè)電子而不放射中微子。換句話說(shuō)，只有在中微子是其自身的反粒子的情況下，“無(wú)中微子雙β衰變”才能發(fā)生，而中微子將是唯一適用于物質(zhì)和反物質(zhì)混合的物質(zhì)粒子。
但是，由于“無(wú)中微子雙β衰變”的半衰期至少是宇宙年齡的15個(gè)數(shù)量級(jí)，人們想要觀察它，就必須抑制所有可能干擾探測(cè)的背景信號(hào)。
GERDA合作組最新報(bào)告了實(shí)驗(yàn)Ⅱ期的首批數(shù)據(jù)。GERDA位于意大利格蘭薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室地下1400米深處，能夠非常有效地過(guò)濾掉背景電磁波譜，其團(tuán)隊(duì)成員包括德國(guó)圖賓根大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)、馬克斯·普朗克核物理研究所等歐洲數(shù)十個(gè)科研機(jī)構(gòu)的物理學(xué)家。研究者此次在35.6公斤的76Ge同位素中搜尋了“無(wú)中微子雙β衰變”。團(tuán)隊(duì)成員報(bào)告稱，他們通過(guò)排除背景信號(hào)，完成了該領(lǐng)域的首個(gè)無(wú)背景實(shí)驗(yàn)——但是，他們并未發(fā)現(xiàn)“無(wú)中微子雙β衰變”跡象。
在《自然》雜志上本篇論文相應(yīng)的新聞與觀點(diǎn)文章中，美國(guó)杜克大學(xué)科學(xué)家菲利普·巴爾博表示，物理學(xué)家們一直都在搜尋神秘的放射性衰變形式，此次完成的無(wú)背景搜索，對(duì)于該領(lǐng)域而言是一項(xiàng)卓越的成就，它意味著未來(lái)的搜索將會(huì)對(duì)“無(wú)中微子雙β衰變”高度敏感。（記者張夢(mèng)然）
總編輯圈點(diǎn)
中微子被稱作幽靈粒子，因?yàn)樗茈y與其他粒子反應(yīng)，難以探測(cè)，所以是我們了解最少的基本粒子�？茖W(xué)家在核電站旁的山洞和南極的冰層里設(shè)置了捕捉裝置，期望從海量信號(hào)里篩出稀少的有用數(shù)據(jù)。“中微子為自身的反粒子”是一個(gè)誘人的理論，盡管意大利的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有給出肯定的答案，但科學(xué)家們不會(huì)輕易放棄這一假說(shuō)。未來(lái)，中國(guó)在建的江門實(shí)驗(yàn)裝置也會(huì)揭示中微子的更多秘密。
信息來(lái)源：中國(guó)青年網(wǎng) 編輯：茍麗麗