美國(guó)的NOvA實(shí)驗(yàn)和日本的T2K實(shí)驗(yàn)如今取得了對(duì)中微子行為的進(jìn)一步認(rèn)知。這項(xiàng)10月22日發(fā)表于《自然》的研究結(jié)果，增進(jìn)了科學(xué)家對(duì)中微子振蕩這一過(guò)程的理解，有望用于探索宇宙中的正反物質(zhì)不對(duì)稱。
中微子是能夠揭示宇宙物質(zhì)起源的微小基本粒子，但由于會(huì)與物質(zhì)發(fā)生微弱的相互作用，所以很難研究。中微子有不同的形式，或稱為“味”，這些味會(huì)在中微子振蕩過(guò)程中發(fā)生演化。研究這個(gè)過(guò)程能揭示中微子質(zhì)量的許多細(xì)節(jié)以及這些味如何混合，包括中微子或反中微子，即中微子對(duì)應(yīng)的反物質(zhì)的振蕩方式是否有差異，或不對(duì)稱。確定不對(duì)稱能夠解釋當(dāng)前宇宙中物質(zhì)多于反物質(zhì)的起源。近幾十年的中微子振蕩實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了一些見(jiàn)解，但仍有很多問(wèn)題有待解答。
在這項(xiàng)研究中，NOvA和T2K是兩個(gè)現(xiàn)役的長(zhǎng)基線中微子振蕩實(shí)驗(yàn)，它們能探測(cè)從一個(gè)加速器設(shè)施到另一個(gè)大型探測(cè)器，即穿越地球數(shù)百公里的中微子。研究人員對(duì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)集進(jìn)行了聯(lián)合分析，發(fā)現(xiàn)了與中微子質(zhì)量和基本對(duì)稱相關(guān)的新限制條件。兩個(gè)數(shù)據(jù)集之前都被分析過(guò)，但這次的聯(lián)合分析提升了結(jié)果的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性，并取得了對(duì)中微子質(zhì)量差異及中微子-反中微子振蕩不對(duì)稱的更精確測(cè)量結(jié)果。這些研究結(jié)果提供了控制中微子與反中微子振蕩差異的參數(shù)的精確估算。雖然沒(méi)有直接觀測(cè)到中微子與反中微子的不對(duì)稱，但數(shù)據(jù)顯示，這兩種粒子間可能存在違反對(duì)稱性的情況。
科學(xué)家指出，結(jié)合這些分析能交叉互補(bǔ)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的靈敏度，并彰顯了合作的價(jià)值。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09599-3
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