费米实验室 SBND 首测信号，新中微子味有望发现

费米国家加速器实验室短基线近探测器（SBND）的研究人员成功探测到了他们的首次中微子相互作用。

SBND 是费米实验室短基线中微子（SBN）计划的最后一个组成部分，且将在解开粒子物理学中一个长期存在的谜团时发挥关键作用。

“探测器并非每天都能观测到它的第一批中微子，”SBND 合作的联合发言人、芝加哥大学物理学副教授大卫·施密茨说道。

“我们所有人都花费了多年致力于这一刻，而这首批数据对于我们探索新物理学而言是一个极为有希望的开端。”

中微子是宇宙中第二常见的粒子，然而因其相互作用微弱，它们仍令人难以置信地难以捉摸。

它们仅对引力和弱核力作出反应，这使得它们很少能被探测到。

已知中微子有三种类型，即“味”：即μ子中微子、电子中微子和τ中微子。中微子最不寻常的特性之一在于其能够在这些“味”之间进行转换，这一过程被称为振荡。

科学家通常对于在离源不同距离处每种中微子味应出现的数量有着成熟的预测。然而，过去的几次实验结果与这些预期并不相符。

“这可能意味着中微子的味道不止已知的三种，”费米实验室的科学家安妮·舒克拉夫特解释道。“我们能看到它们的唯一途径是，如果对μ子、电子和τ中微子数量的测量结果不像预期那样累加起来。”

费米实验室的短基线中微子计划旨在探究这些味道的振荡情况，并搜寻可能表明存在第四种中微子的证据。

除了对潜在的第四种中微子的寻找之外，短基线近探测器（SBND）自身还有雄心勃勃的物理研究计划。SBND 位于中微子束附近，每天将记录 7000 次相互作用，比任何同类探测器都多。

这些丰富的数据能够让研究人员以前所未有的精度去研究中微子相互作用。了解这些相互作用对于未来运用液态氩探测器的实验极为重要，例如即将进行的深地下中微子实验（DUNE）。

然而，中微子并非 SBND 科学家的唯一关注点。由于探测器临近粒子束，其还有可能捕捉到意想不到的现象。

“我们将收集到的关于 中微子 与氩相互作用的数据，比以往所有实验数据的总和还要多 10 倍，”费米实验室科学家、SBND 的联合发言人奥内拉·帕拉马拉（Ornella Palamara）说。“所以，我们所做的分析对于 DUNE 来说也会非常重要。”

标准物理模型中主要未解之谜之一是暗物质。虽然 SBND 仅对轻量粒子敏感，但这些理论粒子可能会让人首次瞥见一个“暗区”，有可能为暗物质这一难以捉摸的性质提供关键见解。