由357名國(guó)際專家參與的日本T2K中微子合作組在《自然》雜志15日發(fā)表的文章稱，他們歷時(shí)近10年的研究發(fā)現(xiàn)，繆子型中微子轉(zhuǎn)變成電子型中微子的概率高于繆子型反中微子轉(zhuǎn)變成電子型反中微子的頻率。最新研究中有跡象顯示正反中微子行為存在差異，這或有助于闡明為什么現(xiàn)在的宇宙由物質(zhì)而非反物質(zhì)主導(dǎo)。

中國(guó)科學(xué)院高能研究所研究員溫良劍對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者解釋說(shuō)：“大爆炸理論指出，宇宙起源于約138億年前的一次大爆炸，當(dāng)時(shí)應(yīng)該產(chǎn)生了同樣數(shù)量的正反物質(zhì)。如果正反物質(zhì)數(shù)量相同，它們相遇時(shí)會(huì)彼此湮滅，僅留下光子和暗物質(zhì)。然而，宇宙演化至今，似乎由物質(zhì)主導(dǎo)，‘正反物質(zhì)不對(duì)稱’是自然界最大的謎團(tuán)之一。有科學(xué)家認(rèn)為，中微子或在這幕大劇中扮演重要角色。”

據(jù)溫良劍介紹，中微子分為電子型中微子、繆子型中微子和陶子型中微子三種類型(“味”)及其相應(yīng)的反中微子，它可像變色龍一樣，在以接近光速的速度行進(jìn)時(shí)改變其“味”這就是所謂的中微子振蕩。例如，來(lái)自太陽(yáng)的電子型中微子在到達(dá)地球前會(huì)“變身”為陶子型中微子或繆子型中微子。

為研究這種振蕩現(xiàn)象，T2K團(tuán)隊(duì)將在日本質(zhì)子加速器研究中心產(chǎn)生的繆子型正反中微子發(fā)射到295公里外的“超級(jí)神岡”探測(cè)器上。在極其罕見的情況下，繆子型正反中微子在行進(jìn)中，分別會(huì)“變身”為電子型正反中微子。

鑒于中微子幾乎不與普通物質(zhì)相互作用，10年間，T2K團(tuán)隊(duì)從近1021次質(zhì)子打靶產(chǎn)生的中微子中檢測(cè)到90個(gè)電子型中微子和15個(gè)電子型反中微子。數(shù)據(jù)分析表明，繆子型中微子轉(zhuǎn)變成電子型中微子的概率高于繆子型反中微子轉(zhuǎn)變成電子型反中微子的概率。不過(guò)，T2K最新結(jié)論尚未達(dá)到可以被稱為“發(fā)現(xiàn)”的水平。

溫良劍說(shuō)：“盡管最新研究顯著性不高，但對(duì)下一代中微子實(shí)驗(yàn)有積極意義。”

《自然》雜志報(bào)道稱，為達(dá)到可以被稱為“發(fā)現(xiàn)”的要求，物理學(xué)家要求助下一代中微子探測(cè)器，未來(lái)幾年將有3款中微子探測(cè)器上線：中國(guó)江門中微子實(shí)驗(yàn)將率先于2022年開始采集數(shù)據(jù);美國(guó)“地下中微子實(shí)驗(yàn)”和日本“頂級(jí)神岡”實(shí)驗(yàn)分別擬于2025年、2027年“上崗”。

關(guān)鍵詞： 正反中微子行為存在差異