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科学家开创全新中微子未来
麻省理工学院理论物理学荣誉退休教授丹尼尔·弗里德曼层在1974 年预言：中微子可以与整个原子核产生相互作用.这个过程涉及的能量很少,因为中微子仅能产生极弱的推力.但由于原子核比质子大得多,比与质子相撞常见,因此可以采用规模较小的探测器,只需不到50 千吨水就能得到预期效果.但弗里德曼也指出：“我们的假设也许有些傲慢自大,因为中微子- 原子性散射实验中难免受到相互作用率、分辨率和研究背景的局限.”换句话说,这种相互作用仍然太过微弱和罕见,因而难以探测.不过,美国橡树岭国家实验室的一组物理学家在四十年后的今天证明了弗里德曼的预言是正确的.
橡树岭国家实验室开展了一项名为“散变中子源”（S N S）的实验,在制造中子束的同时还产生了大量中微子,于是研究相干中微子核碰撞的科学家们正好可以利用这一现象进行中微子研究.为使中子云不干扰到信号,该研究团队在6 米厚的混凝土墙后的地下室中找到了一处合适的位置——可以挡住除中微子之外S N S 实验产生的任何粒子.相干中微子核碰撞合作研究团队发言人,杜克大学物理学家凯特·舒伯格表示,“我们能找到这里真的非常幸运.本来还担心会受到中子的影响,结果并不是这样.”当相干中微子核碰撞实验装置上的晶格时,弱作用力产生的相互作用使原子核发生振荡,并释放出可以被探测到的微弱光线.中子束脉冲时强时弱,因此探测信号也随之上下起伏.该实验不仅验证了40 年前的预言,还为一些针对中微子行为的猜想给出了答案.而该研究最重要的影响则是,它为小型中微子实验开创了全新的未来,使这些技术可供公众使用.
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