Keputusan Eksperimen Deep Underground Mengesahkan Anomali: Kemungkinan Fizik Asas Baharu

Keputusan baharu daripada Eksperimen Baksan pada Peralihan Steril (BEST) mengesahkan anomali yang mencadangkan kemungkinan fizik baharu.

Neutrino steril, asas fizik antara tafsiran keputusan anomali.

Keputusan saintifik baharu mengesahkan anomali yang dilihat dalam eksperimen terdahulu, yang mungkin menunjukkan zarah asas baharu yang masih belum disahkan, neutrino steril, atau menunjukkan keperluan untuk tafsiran baharu bagi aspek fizik model standard, seperti keratan rentas neutrino, pertama kali diukur 60 tahun lalu. Makmal Kebangsaan Los Alamos ialah institusi terkemuka Amerika yang bekerjasama dalam Eksperimen Baksan pada Peralihan Steril (BEST), keputusan yang diterbitkan baru-baru ini dalam jurnal Surat Semakan Fizikal dan Kajian Fizikal C.

“Hasilnya sangat menarik,” kata Steve Elliott, penganalisis utama salah satu pasukan yang menilai data dan ahli bahagian Fizik Los Alamos. “Ini pastinya mengesahkan anomali yang telah kita lihat dalam eksperimen sebelum ini. Tetapi apa yang dimaksudkan ini tidak jelas. Kini terdapat hasil yang bercanggah tentang neutrino steril. Jika keputusan menunjukkan fizik nuklear atau atom asas disalahfahamkan, itu akan menjadi sangat menarik juga.” Ahli pasukan Los Alamos yang lain termasuk Ralph Massarczyk dan Inwook Kim.

Sasaran Gallium TERBAIK

Terletak jauh di bawah tanah di Balai Cerap Baksan Neutrino di pergunungan Caucasus di Rusia, sasaran galium dua zon yang telah siap, di sebelah kiri, mengandungi tangki dalam dan luar galium, yang disinari oleh sumber neutrino elektron. Kredit: AA Shikhin

Lebih daripada satu batu di bawah tanah di Balai Cerap Baksan Neutrino di Pergunungan Caucasus Rusia, BEST menggunakan 26 cakera penyinaran kromium 51, radioisotop sintetik kromium dan sumber neutrino elektron 3.4 megacurie, untuk menyinari tangki dalaman dan luaran galium yang lembut, , logam keperakan juga digunakan dalam eksperimen terdahulu, walaupun sebelum ini dalam set-up satu tangki. Tindak balas antara neutrino elektron daripada kromium 51 dan galium menghasilkan isotop germanium 71.

Kadar pengeluaran germanium 71 yang diukur adalah 20-24% lebih rendah daripada jangkaan berdasarkan pemodelan teori. Percanggahan itu adalah selaras dengan anomali yang dilihat dalam eksperimen sebelumnya.

BEST dibina di atas eksperimen neutrino suria, Eksperimen Gallium Soviet-American (SAGE), di mana Makmal Kebangsaan Los Alamos merupakan penyumbang utama, bermula pada akhir 1980-an. Percubaan itu juga menggunakan galium dan sumber neutrino berintensiti tinggi. Keputusan eksperimen itu dan yang lain menunjukkan defisit neutrino elektron — percanggahan antara yang diramalkan dan hasil sebenar yang kemudiannya dikenali sebagai “anomali galium.” Tafsiran defisit boleh menjadi bukti untuk ayunan antara neutrino elektron dan keadaan neutrino steril.

Cakera Chromium

Satu set 26 cakera sinaran kromium 51 adalah sumber neutrino elektron yang bertindak balas dengan galium dan menghasilkan germanium 71 pada kadar yang boleh diukur dengan kadar yang diramalkan. Kredit: AA Shikhin

Anomali yang sama berulang dalam percubaan TERBAIK. Penjelasan yang mungkin sekali lagi termasuk ayunan ke dalam neutrino steril. Zarah hipotesis mungkin merupakan bahagian penting dalam jirim gelap, bentuk prospektif jirim yang dianggap membentuk sebahagian besar alam semesta fizikal. Tafsiran itu mungkin memerlukan ujian lanjut, walaupun, kerana ukuran untuk setiap tangki adalah lebih kurang sama, walaupun lebih rendah daripada yang dijangkakan.

Penjelasan lain untuk anomali termasuk kemungkinan salah faham dalam input teori kepada eksperimen – bahawa fizik itu sendiri memerlukan kerja semula. Elliott menegaskan bahawa keratan rentas neutrino elektron tidak pernah diukur pada tenaga ini. Sebagai contoh, input teori untuk mengukur keratan rentas, yang sukar untuk disahkan, ialah ketumpatan elektron pada nukleus atom.

Metodologi percubaan telah disemak dengan teliti untuk memastikan tiada ralat dibuat dalam aspek penyelidikan, seperti penempatan sumber sinaran atau operasi sistem pengiraan. Lelaran eksperimen pada masa hadapan, jika dijalankan, mungkin termasuk sumber sinaran yang berbeza dengan tenaga yang lebih tinggi, separuh hayat yang lebih lama, dan kepekaan kepada panjang gelombang ayunan yang lebih pendek.

Rujukan:

“Hasil daripada Eksperimen Baksan pada Peralihan Steril (TERBAIK)” oleh V. V. Barinov et al., 9 Jun 2022, Surat Semakan Fizikal.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.232501

“Cari peralihan elektron-neutrino kepada keadaan steril dalam percubaan TERBAIK” oleh VV Barinov et al., 9 Jun 2022, Kajian Fizikal C.
DOI: 10.1103/PhysRevC.105.065502

Pembiayaan: Jabatan Tenaga, Pejabat Sains, Pejabat Fizik Nuklear.

We would love to say thanks to the writer of this short article for this remarkable material

Keputusan Eksperimen Deep Underground Mengesahkan Anomali: Kemungkinan Fizik Asas Baharu


Our social media profiles here and other pages on related topics here.https://paw6.info/related-pages/