这是在核反应堆风暴中检测到的异常现象,非常令人费解,以至于物理学家希望它能为暗物质——宇宙最大的谜团之一——带来曙光。

核反应堆实验排除了暗物质的希望

然而,新的研究明确排除了这种奇怪的测量表明存在“惰性中微子”的可能性,这是一种长期以来一直让科学家望而却步的假设粒子。

中微子有时被称为“幽灵粒子”,因为它们几乎不与其他物质相互作用——据估计每秒约有100万亿个中微子穿过我们的身体。

自1930年中微子首次被理论化以来,科学家们一直在努力确定这些变形剂的特性,它们是宇宙中最常见的粒子之一。

法国原子能委员会的物理学家DavidLhuillier告诉法新社,它们“在原子核的性质发生变化时”出现。

他说,当它们在像我们的太阳这样的恒星中心剧烈聚变时聚集在一起,或者在核反应堆中分裂时,就会发生这种情况。

中微子有三种已确认的味道:电子、μ子和τ。

然而,物理学家怀疑可能存在第四个中微子,被称为“惰性”中微子,因为它根本不与普通物质相互作用。

从理论上讲,它只会对引力作出反应,而不是弱相互作用的基本力,弱相互作用仍然支配着其他中微子。

他补充说,惰性中微子在理论物理学中已经有一席之地,“但目前还没有明确的证据证明它的存在。”

暗物质候选人

因此,Lhuillier和汇集了法国和德国科学家的STEREO合作组织的其他成员着手寻找它。

以前的核反应堆测量发现的中微子数量少于理论模型预期的数量,这种现象被称为“反应堆反中微子异常”。

有人认为,失踪的中微子已经变成了惰性中微子,这为证明它们的存在提供了难得的机会。

为了找到答案,STEREO合作在法国格勒诺布尔的Laue–Langevin研究所用于研究的核反应堆几米外安装了一个专用探测器。

在对超过100,000个中微子进行了四年的观察和两年的数据分析之后,该结论于周三发表在《自然》杂志上。

Lhuillier说,这种异常“不能用惰性中微子来解释”。

但这“并不意味着宇宙中没有”,他补充说。

实验发现,先前对产生的中微子数量的预测是不正确的。

但这并不是完全消失,它提供了更清晰的核反应堆排放的中微子图景。

这不仅有助于未来的研究,而且有助于监测核反应堆。

与此同时,寻找惰性中微子的工作仍在继续。粉碎原子的粒子加速器可以提供新的线索。

尽管遭遇挫折,人们的兴趣可能仍然很高,因为惰性中微子被认为是暗物质的嫌疑人,暗物质占宇宙的四分之一以上,但仍笼罩在神秘之中。

像暗物质一样,惰性中微子不与普通物质相互作用,因此很难观察到。

“这将是一个候选者,它可以解释为什么我们看到暗物质的影响——以及为什么我们看不到暗物质,”Lhuillier说。