黑暗之门:惰性中微子——探索理解暗物质的有趣可能性

暗物质粒子物理概念

理论上,“无菌中微子”是理论上预测的新颗粒,可以在寻求理解我们宇宙中的暗物质方面提供一种有趣的可能性。

不像已知的"活跃的"中微子标准模型(SM)粒子物理,这些无菌的中微子不要随着空间移动时互动,使它们非常难以检测。

一个由劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)和科罗拉多矿业学院领导的跨学科研究小组,已经证明了利用核衰变在高速率量子传感器中寻找惰性中微子的能力。这些发现是同类研究的首次测量结果。

这项研究最近被作为一项DOE科学办公室突出并将跳跃开始扩展项目,寻找最有前途的候选人之一,是透过宇宙的奇怪身份不明材料,占其总质量总量的85%。

最佳实验原理图

“最截然”实验的原理图。放射性铍-7植入超导传感器。腐烂产品的精确测量可以表明存在假设无菌中微子。信用:llnl.

该实验涉及将放射性铍7原子注入由LLNL开发的超导传感器中,该传感器被称为“比斯特因“对”ryllium.E.力量捕获S.吐育T.揭开结。“当铍-7通过电子捕获到锂-7和中核衰减时,中耳从传感器逸出,但锂-7的反冲能量提供了中核质量的量度。如果具有质量mc的重浓度无菌中性细胞2如果在衰变的一小部分中产生,锂-7反冲能量将会减少,并产生可测量的信号,尽管难以捉摸的中微子本身并没有被直接探测到。

测量时间的28天使用单一传感器,数据不包括惰性中微子的存在的质量范围100 - 850 kiloelectronvolts降至0.01%的水平与活动中微子混合——比以前所有衰变实验在这个范围内。此外,在LLNL超级计算机上进行的模拟已经帮助该团队了解了探测器中的一些材料效应,这些效应需要被解释,以获得对潜在的惰性中微子检测事件的信心。

“这项研究努力为这些新颗粒使用新的超导材料的大阵列为这些新粒子进行了更强大的搜索,”Llnl Scientr Stephan Friedrich表示,研究中出现的研究物理评论快报

粒子物理学的SM是现代科学和当前亚杀菌研究的基石的冠军之一。尽管取得了成功,但已知SM不完整,并且需要超出标准模型(BSM)的物理来开发宇宙的完整描述。中微子部门为BSM物理提供了一个有趣的大道,因为非零中微群众的观察目前提供了唯一证实的违反SM,因为它最初构建。

“惰性中微子令人兴奋,因为它们是所谓的‘温暖的’暗物质的强有力的候选者,它们也可能有助于解决宇宙物质-反物质不对称性的起源,”弗里德里希说。

参考:“从超导量子传感器中7Be衰变的亚mev无菌中微子的存在的限制”由S.Friedrich,G. B.Kim,C. Bray,R. Cantor,J.·迪拉宁,S. Fretwell,J. A. Hall,A. Lennarz,V. Lordi,P. Machule,D. Mckeen,X. Mougeot,F. Ponce,C. Ruiz,A. Samanta,W.K.Wananta和K. G. Warburton,13月2021年1月13日,物理评论快报
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.021803

LLNL的其他作者包括Geonbo Kim、Vincenzo Lordi和Amit Samanta。

该研究由实验室指导的研发计划资助。

2评论在“黑暗边门口:无菌中微子在寻求理解暗物质的情况下有趣的可能性”

  1. 下面是一篇关于暗物质情景的文章://www.m101w.com/science-made-simple-what-are-sterile-neutrinos/

  2. 那里,那里,那里Torbjörn拉尔森

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