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摘要：最近，科学家在费米国家加速器实验室或费米实验室做研究，宣布了一个真正令人困惑的测量结果。在我们开始讨论这些奇怪的东西之前，最近由一个叫做MiniBooNE的科学家合作进行的测量可能预示着一种新的中微子的发现，这种中微子可能是暗物质的来源——这是现代天文学最紧迫的难题之一。中微子的真正味道来自它们与其他亚原子粒子的结合。一个中微子谜团。戴维斯用了一个奥运游泳池大小的装满标准干洗液的容器来检测中微子。
我喜欢一个很好的谜团，不管是管家做的，还是图书馆里拿着烛台的芥末上校。
但我更喜欢科学谜团。
最近，科学家在费米国家加速器实验室或费米实验室做研究，宣布了一个真正令人困惑的测量结果。它包括一个称为中微子的亚原子粒子，它是微观世界的幽灵，能够在不发生相互作用的情况下穿过地球。在我们开始讨论这些奇怪的东西之前，
最近由一个叫做MiniBooNE的科学家合作进行的测量可能预示着一种新的中微子的发现，这种中微子可能是暗物质的来源——这是现代天文学最紧迫的难题之一。但要想了解它们是如何结合在一起的，你需要了解中微子的历史，这是一个令人着迷的故事，它的曲折会让阿加莎·克里斯蒂的头脑旋转。《物理学中的18大未解之谜》（KDSPE）“KDSPs”奥地利物理学家Wolfgang Pauli首次提出了1930中微子的存在。我们现在知道，中微子的相互作用只能通过一种难以想象的“弱力”来实现，这种力是在比原子小的距离内产生任何影响的力中最弱的。中微子是在核反应和粒子加速器中产生的。
1956年，由美国人Clyde Cowan和Frederick Reines领导的物理学家小组首次观测到了这些幽灵般的粒子。因为他们的发现，雷恩斯分享了1995年的诺贝尔物理学奖。（考恩在获奖前去世。）
几十年来，很明显有三种不同的中微子，现在称为香精。每一种中微子的味道都是不同的，就像你童年的香草、草莓和巧克力那不勒斯冰淇淋。中微子的真正味道来自它们与其他亚原子粒子的结合。电子中微子、μ介子中微子和τ中微子分别与电子、μ介子和τ中微子相连。电子是来自原子内部的熟悉粒子，μ子和τ是电子中较胖且不稳定的近亲。
中微子的每一种味道都是不同的，twain（在这种情况下是三个）永远不会相遇。似乎是这样。
在20世纪60年代和70年代，出现了一个谜团……一个中微子谜团。美国研究人员雷蒙德·戴维斯（Raymond Davis）和约翰·巴赫卡尔（John Bahcall）试图计算和测量在太阳周围最大的核反应堆中产生的中微子（特别是电子中微子）的速率。当对预测和测量进行比较时，他们不同意。实验者戴维斯发现的电子中微子数量只有理论家巴赫卡尔预测的三分之一，
这个特别的实验令人吃惊。戴维斯用了一个奥运游泳池大小的装满标准干洗液的容器来检测中微子。当时的想法是，当来自太阳的中微子撞击干洗液中的氯原子时，这些原子会变成氩。戴维斯会等上几个星期，然后尝试提取氩。他预计会有10个氩原子，但他只发现了3个。是的，你读对了…只有三个原子。
除了实验上的困难，Bahcall所做的计算很有挑战性，对太阳的核心温度非常敏感。太阳温度的微小变化改变了对应该产生的中微子数量的预测。
其他实验证实了Bahcall和Davis观察到的差异，但是考虑到他们试图做的事情的困难，我很确定其中一个犯了错误。计算和测量都非常困难。但我错了。
的另一个差异困惑了研究人员。当来自外太空的宇宙射线撞击到我们呼吸的空气中时，中微子在地球大气中产生。科学家知道兴高采烈地短——只有几百米，或是几个足球场的器械长度。中微子振荡需要时间，如果它们在运动，这就转化为距离。许多中微子振荡实验的探测器都位于几英里或几百英里之外。也许重要的振荡发生得很快，所以一个紧密的探测器是至关重要的。
使问题复杂化的是，LSND和MiniBooNE的合作，尽管它们被分开了十多年，但涉及到一些相同的个体。因此，他们仍有可能重复同样的错误。或者表现出同样的才华。很难确定。
那么，我们如何解决这个问题呢？我们如何找出谁是对的？好吧，这是科学，在科学中，测量和复制赢得了争论。
，这是个好消息。鉴于费米实验室已选择发展其研究中微子的能力，因此，不是一个，而是三个不同的中微子实验正在进行或正在进行中，中微子的产生点和探测点之间的距离很短。一种叫做微中子（MiniBooNE的较小版本，采用不同的技术），另一种叫做ICARUS（成像宇宙和稀有地下信号），第三种叫做SBN（短基线中微子）。所有这些实验在技术能力上都远远优于MiniBooNE和LSND，因此研究人员希望在几年的时间尺度上，他们将对无菌中微子的主题做出明确的陈述。
那么，最终的答案是什么？我不知道-这就是研究的问题…你完全搞糊涂了，直到你知道。但是，我所知道的是，这是一个迷人的谜，有超过其份额的惊喜和gotchas。我敢肯定，即使是福尔摩斯也会感到困惑。
最初发表在《生命科学》杂志上。
唐·林肯为《生命科学》的专家之声：评论与见解贡献了这篇文章。
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