STEREO实验最终结果否定惰性中微子假说 对基础物理学许多领域具有重要意义 全球短讯

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STEREO实验装置艺术图。图片来源：物理学家组织网

科技日报记者 刘霞

法国和德国科学家组成的STEREO合作组在最新一期《自然》杂志上发表了其反中微子研究最终结果。根据最终数据，研究人员排除了惰性中微子存在的迹象，惰性中微子是与许多理论有关的一种额外的中微子态，最新研究对基础物理学许多领域具有重要意义。

中微子是宇宙中最古老、数量最多的物质粒子，从宇宙诞生起就充斥整个宇宙空间，其非常轻，呈电中性，仅通过电弱力相互作用，极难被探测到。目前已知有3种不同类型的中微子：电子中微子、缪子中微子和陶子中微子。而且，这些中微子能在不同状态之间“变身”，即所谓的中微子振荡。2011年，科学家发现，核反应堆释放出的反中微子通量的观测值与预测值之间存在异常，因此提出新中微子态——惰性中微子，其也可能解释暗物质等目前尚未被完全理解的物理现象。

为明确验证这一惰性中微子假设并确定其性质，STEREO实验于2017年在位于法国格勒诺布尔的高通量核研究反应堆开始运行，由6个相同元件组成的探测器被放置在距离反应堆的堆芯仅10米远处。由于不受外部环境影响，探测器能以前所未有的精度搜索惰性中微子的“蛛丝马迹”。

马克斯·普朗克科学研究所（MPIK）、法国国家科学研究院等机构的科学家结合完整数据集发表了最新结果：他们证实了核反应堆释放的中微子通量异常，但惰性中微子并非造成这一现象的原因。

实验首席研究员之一、MPIK的克里斯蒂安·巴克解释说：“2017年至2020年间，我们共观察到超过10万个中微子，但无法确定任何潜在的惰性中微子存在的迹象，观测到的异常很可能是因为用于通量预测的放射性衰变的核数据中的不确定性被低估，而非中微子实验本身。”

STEREO实验还提供了迄今最精确的测量铀-235裂变产生的反中微子光谱，可用作未来高精度反应堆实验，如确定中微子的质量等级等的参考光谱，也有助于更好地理解反应堆停堆期间发生的现象。

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