μ中微子“变身”τ中微子直接证据找到
- 发布时间：2015-06-18 01:29:39 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报北京6月17日电 （记者刘霞）意大利格兰·萨索国家实验室的OPERA（采用乳胶径迹装置的振荡实验项目）实验组表示，他们首次捕获到了μ中微子“变身”为τ中微子的直接证据。
2011年9月，OPERA实验组宣布，发现中微子的行进速度超过了光速。此言一出，引发公众一片哗然，因为这显然违背了爱因斯坦的狭义相对论。实验组随后在测量中发现了很多潜在的错误来源，证明此项“发现”是错误的。但事情并没有结束，现在，OPERA实验组首次直接观测到中微子之间的“变身”。
目前，科学界普遍认为，中微子有三种类型或者“味”：电子中微子、μ中微子和τ中微子。在非常罕见的情况下，中微子会与质子或中子相互作用，生成电子、μ子或τ子轻子，这被称为中微子振荡。长时间以来，科学家们一直不相信中微子能改变其类型，但始终坚信，中微子振荡不仅在微观世界最基本的规律中起着重要作用，而且与宇宙的起源与演化有关，例如宇宙中物质与反物质的不对称很有可能由此造成。
据英国《自然》杂志6月16日报道，2008年到2012年间，欧洲核子研究中心（CERN）朝730公里远的意大利格兰·索瓦山发射了一束μ中微子束，当到达目的地时，有些μ中微子变成了τ中微子。最新研究结果表明，当这些中微子撞击OPERA探测器内的铅靶时，生成了一些τ轻子。那不勒斯费德里克二世大学的物理学家、OPERA发言人乔瓦尼·德莱利斯说：“这种轻子转眼间就发生了衰变——尽管它以接近光速行进，但只行进了不到1毫米。”
OPERA团队在15万块“砖”组成的阵列中，探测到了这种短命的粒子。阵列中的每块“砖”重约8公斤，由57块堆在一起的感光板组成。鉴于这套装置的表面积达11万平方米，他们设置了一套自动系统在这些板上搜索微条纹，其会显示τ轻子出现的信号。
去年，OPERA团队发表研究结论称，他们发现了4个可能的τ轻子信号，但根据严苛的物理学法则，这尚不足以被宣布为一项新发现。不过，他们现在发现了第五个此类事件，足以宣布试验获得了成功。
2013年7月，世界上第一个加速器中微子实验——日本的T2K实验（从高能物理研究所到神岗的长基线加速器中微子实验）首次使用人工中微子源，获得了中微子振荡的第一个直接证据——在一束μ中微子束中探测到了电子中微子的信号。
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