14日從中國科學院高能物理研究所獲悉,大亞灣中微子實驗測得迄今為止最精確的反應堆中微子能譜,發現與理論預期存在兩處偏差。
中微子是在宇宙大爆炸時期產生的最多的粒子之一,研究中微子有可能揭示宇宙的形成等未解之謎。中微子也是核反應堆發電時發射的副產物,科學家由此得以進行可控的研究。
反應堆實驗的關鍵因素是需要知道反應堆總共發射了多少個中微子,以及不同能量的中微子各占多少。以往,科學家基于對反應堆中裂變過程的理解,通過計算或其他間接方法來估算。
換言之,這些研究依賴于理論模型。而大亞灣實驗此次給出了最精確的、與模型無關的能譜測量,總共分析了217天、包含30多萬個中微子的數據。并且在大部分能量范圍內,中微子能量達到前所未有的精度。
“測得的反應堆中微子能譜有一個意外的特征。”大亞灣實驗共同發言人、加州大學伯克利分校及伯克利國家實驗室的陸錦標說,在能量5MeV(百萬電子伏特)左右,數據超出理論預期的10%,“說明現有計算需要改進”。
科學家指出,這個偏差顯示出直接測量反應堆中微子能譜的重要性,也意味著依賴于模型的計算可能需要重新研究。
大亞灣實驗共同發言人、中科院高能物理所的曹俊說,“期望大亞灣實驗獲取更多數據,更好地理解探測器,以提高能譜測量的精度,這對于下一代反應堆中微子實驗至關重要,比如江門中微子實驗”。江門中微子實驗是由中國主持的第二個大型中微子實驗,計劃在2020年投入運行。
此次實驗還顯示,反應堆中微子的總產額比某些模型的預期值低6%??茖W家稱,這種被稱為“反應堆中微子反常”的現象的背后原因,或是因為理論模型的缺陷,或是因為惰性中微子振蕩引起。
責任編輯: 江曉蓓