原标题:小型装置探测到罕见中微子散射效应
据最新一期《自然》杂志报道,德国马克斯·普朗克核物理研究所(MPIK)的研究团队,仅用一个质量不到3公斤的小型探测器,成功探测到中微子散射效应,在中微子探测领域迈出了关键一步。
中微子是极其难以捉摸的基本粒子。由于中微子与物质的相互作用极微弱,相关实验往往需要动辄上千吨的大型设备。
此次研究基于MPIK正在推进的“CONUS+”实验。早期的CONUS实验曾设在德国布罗克多夫核电站,2023年夏,该装置被整体迁移至瑞士莱布施塔特核电站。在此基础上,科学家重新组建了一个仅重3公斤的紧凑型探测系统。
这一小型装置的突破在于,它使科学家成功探测到所谓的“全相干弹性中微子—核散射”(CEvNS)效应。在这一过程中,中微子不是与原子核中的单个粒子发生散射,而是与整个原子核产生相干散射,从而显著提高了产生微小但可探测核反冲的几率。
CEvNS早在1974年就被理论预测,但直到2017年才在加速器环境中由美国COHERENT实验首次探测到。而此次CONUS+的成果,则是在低能量、核反应堆条件下首次实现该效应的实测,且在“全相干”状态下进行。
研究人员称,这表明CONUS+实验已具备探测反中微子与原子核散射的灵敏度。未来,这项技术可用于开发小型化、便携式中微子探测器,监测反应堆的热输出或同位素浓度等场景。
值得一提的是,与其他实验相比,CONUS+测得的数据对核物理参数的依赖更小,因此能更灵敏地探索标准模型之外的“新物理”。因此,CEvNS效应的观测可为当前宇宙结构理论,即标准模型提供独特见解。(张佳欣)
原标题:小型装置探测到罕见中微子散射效应 来源:科技日报