由357名國際專家參與的日本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)。

中國科學(xué)院高能研究所研究員溫良劍對科技日報記者解釋說：“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，它們相遇時會彼此湮滅，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)不對稱’是自然界最大的謎團之一。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時改變其“味”這就是所謂的中微子振蕩。例如，來自太陽的電子型中微子在到達地球前會“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團隊將在日本質(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“超級神岡”探測器上。在極其罕見的情況下，繆子型正反中微子在行進中，分別會“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團隊從近1021次質(zhì)子打靶產(chǎn)生的中微子中檢測到90個電子型中微子和15個電子型反中微子。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，T2K最新結(jié)論尚未達到可以被稱為“發(fā)現(xiàn)”的水平。

溫良劍說：“盡管最新研究顯著性不高，但對下一代中微子實驗有積極意義。”

《自然》雜志報道稱，為達到可以被稱為“發(fā)現(xiàn)”的要求，物理學(xué)家要求助下一代中微子探測器，未來幾年將有3款中微子探測器上線：中國江門中微子實驗將率先于2022年開始采集數(shù)據(jù);美國“地下中微子實驗”和日本“頂級神岡”實驗分別擬于2025年、2027年“上崗”。

關(guān)鍵詞： 中微子