大亚湾实验测得最精确中微子能谱
18.02.2016 10:52
本文来源: 科学技术委员会
中微子也是核反应堆发电时发射的副产物，这使科学家可以对其进行可控性研究。事实上，在20世纪50年代，人们正是在反应堆旁首次探测到了中微子。中微子因为性质极不活跃，当时曾被认为不可能被探测到。自此之后，反应堆实验在揭示中微子振荡（即电子、缪子、陶子等3种中微子之间的相互转换）以及其他重要属性中起了至关重要的作用。
这些实验的一个关键因素是需要知道反应堆总共发射了多少个中微子（称为通量），以及不同能量的中微子各占多少（称为能量分布或能谱）。在早期的研究中，科学家们根据对反应堆中复杂裂变过程的理解，通过计算或其他间接方法来估计这些数值，对理论模型具有很强的依赖性。
大亚湾实验现在给出了最精确的、与模型无关的能谱测量，并对中微子通量进行了新的测量。总共分析了217天，包含30多万个中微子数据，其中最具挑战性的是如何准确地刻度探测器的能量响应。经过细致的研究，在大部分能量范围内，中微子能量达到了前所未有的精度——好于1%。
大亚湾实验测得的反应堆中微子能谱有一个意外的特征：在能量500万电子伏特（MeV）左右，数据超出理论预期10%，对应4倍标准偏差。“这个意外的测量与预言不一致，说明现有计算需要改进。”大亚湾共同发言人、加州大学伯克利分校及伯克利国家实验室陆锦标说。另外两个实验也得到了类似的结论，但其测量精度不如大亚湾。
这个偏差显示出了直接测量反应堆中微子能谱的重要性，特别是对于那些使用该谱型来研究中微子振荡的实验尤为重要，同时也暗示依赖于模型的计算可能需要重新研究。“我们期望大亚湾实验获取更多的数据，更好地理解探测器，以提高能谱测量的精度，这对下一代反应堆中微子实验至关重要，比如江门中微子实验。”大亚湾实验共同发言人、中科院高能物理研究所曹俊说。他也是正在建设中的江门中微子实验的副发言人。
大亚湾实验对中微子通量的测量显示，反应堆中微子的总产额比某些模型的预期值低6%。这个结果与以往实验的测量结果一致。这种现象被称作“反应堆中微子反常”。该现象可能来自理论模型的缺陷，也有很多人认为可能是由惰性中微子振荡引起的，后者是一个理论上假设的粒子。“反应堆中微子反常”是否存在仍然是一个未解之谜。 【来源】上海科技报
本文来源: 科学技术委员会
18.02.2016 10:52