在过去的几十年里,研究人员对中微子了解了很多,但一些谜团仍未解开。例如,标准模型预测中微子是无质量的,但实验却并非如此。这个质量之谜的一个可能的解决方案涉及另一组中微子,它不直接通过弱核力相互作用,因此极难被发现。耶鲁大学的大卫·摩尔(David Moore)和他的同事提出了一种方法,使用悬浮在激光束中的放射性纳米粒子来寻找这些所谓的无菌中微子。 摩尔和他的同事建议将直径为100纳米的二氧化硅球悬浮在光学陷阱中,并将其冷却到其运动基态。如果纳米粒子充满了通过发射中微子衰变的原子核 - 例如某些氩或磷同位素 - 那么从衰变的原子核中压缩的电子和中微子应该给它一个动量。通过测量这种踢的幅度,该团队希望确定中微子的动量。虽然这些中微子中的大多数将是熟悉的三种中微子味道,但无菌中微子 - 如果存在 - 也应该偶尔发射,产生意想不到的小动量。摩尔说,监测单个纳米粒子一个月相当于无菌中微子灵敏度比迄今为止尝试的任何实验高10倍。 Moore和他的团队目前正在进行一项原理验证实验,使用氡的α发射副产物,这导致了更大的动量。一旦技术得到优化,他们预计切换到β衰变同位素将使他们能够看到0.1-1 MeV质量范围内的重无菌中微子。引入更多的量子技巧来操纵纳米粒子的量子态将使未来的实验对更轻的无菌中微子敏感。 |