熊猫体育直播-微型中微子探测器有望检验物理定律

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2025-08-22 12:08:13

物理学家使用一种仅几公斤重的装配从核反映堆中捕捉了中微子，这类装配的重量比尺度的中微子探测器小几个数目级。这项技术可以对于已经知的物理定律举行压力测试，并探测坍缩恒星中央孕育发生的年夜量中微子。这项名为CONUS+的试验结果7月30日发表在《天然》。

“他们终究做到了，而且获得了很是美丽的结果。”美国杜克年夜学的Kate Scholberg说。

中微子是不带电荷的基本粒子，通常不与其他物资相互作用，这使其极难被探测到。年夜多数中微籽实验经由历程不雅测中微子与电子、质子或者中子碰撞时孕育发生的闪光捕捉这些难以捉摸的粒子。这类碰撞极为稀有，是以此类探测器通常重达数吨或者数千吨，以提供富足多的靶物资来捕捉富足数目的中微子。

Scholberg与相助者于2017年初次展示了这类微型探测器技术，用它捕捉了美国橡树岭国家试验室加速器孕育发生的中微子。该试验室孕育发生的中微子能量略高在反映堆孕育发生的中微子。是以，探测反映堆中微子更具挑战性。但较低能量的中微子可以或许对于物理学尺度模子举行更切确的测试。

Scholberg的COHERENT探测器初次使用了一种名为相关散射的征象，即中微子与整个原子核发生“散射”，而不是与组成原子的粒子发生散射。

CONUS相助项目的卖力人之1、德国马克斯·普朗克核物理研究所的Christian Buck体现，相关散射使用了物资粒子可以体现为波这一事实——粒子能量越低，其波长越长。如果中微子的波长与原子核的直径相称，那末中微子会将原子核视为一个总体。中微子不与任何亚原籽粒子相互作用，但确凿会引起原子核反冲，从而于探测器中沉积少少量能量。

相关散射发生的频率比其他探测器使用的相互作用超出跨越100倍以上。于其他探测器中，中微子将原子核视为一堆较小的粒子，它们中间有空地。这类更高的效率象征着探测器可以做患上更�。慈阅苡诓灰焓奔淠谔讲獾较嘟康牧Ｗ�。

“其错误谬误是，中微子于原子核上沉积的能量少患上多。”Buck说，中微子引诱原子核孕育发生的反冲，其水平好比乒乓球撞击一艘船孕育发生的反冲。直到近来几年，丈量这类微弱的反冲仍极具挑战性。

CONUS探测器由4个纯锗�？樽槌桑恳桓瞿？橹�1公斤。它在2018年至2022年于一个德国核反映堆运行，以后该反映堆被关闭。团队随后将探测器进级为CONUS+，转移到瑞士的莱救济塔特核电站。研究职员陈诉说，于新所在，该团队于119天的运行中不雅测到约莫395次碰撞事务，这与粒子物理尺度模子的推测相符。

于COHERENT团队2017年利用碘化铯探测器取患上里程碑式的结果后，Scholberg团队又利用氩探测器及锗探测重视复了这一豪举。此外，去年，两个最初设计用在探访暗物资的试验陈诉称不雅测到来自太阳的低能中微子相关散射的迹象。

Scholberg说，尺度模子对于相关散射的速度和其怎样随差异类型原子核变化做出了很是清楚的推测，是以利用尽可能多的探测质料来比力结果至关主要。如果该技术的敏捷度进一步提高，相关散射可能有助在推动太阳科学的前沿生长。

研究职员体现，相关散射可能不会彻底取代任何现有的中微子探测技术。但它可以于低能量下探测到所有3种已经知类型的中微子和其对于应的反粒子，而其他一些技术只能捕捉一种类型的中微子。这类能力象征着它可以作为探测更高能量中微子的年夜型探测器的增补。（李木子）

相干论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09322-2

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