揭开质子的神秘面纱 中微子实验带来突破性的结果

揭开质子的神秘面纱中微子实验带来突破性的结果因此，科学家必须借助于实验方法来确定它们的结构。中微子实验利用由许多质子和中子结合在一起的原子核组成的目标，这使得从这些测量中推断出有关质子结构的信息变得很困难。通过从MINERvA探测器中作为氢原子核的质子散射中微子，科学家们首次提供了使用非结合质子的中微子对这种结构的测量。研究人员正在建造几个大型中微子实验，包括DUNE和桑福德地下研究设施。这些实验将有助于对中微子的特性进行精确测量。这反过来将回答关于中微子如何影响我们宇宙结构的问题。这些实验需要准确了解中微子如何与实验中的重核相互作用，例如DUNE中的氩。建立这些相互作用的理论需要将中微子与质子或中子的散射效应和核内结合的效应分开。通过测量自由质子的这一特性，MINERvA的结果将有助于建立更完整的中微子相互作用理论。这项新研究中描述的测量的主要挑战是，MINERvA的探测器中的氢在化学上与碳原子一半一半地混合在塑料中。碳原子中有六个质子，所以碳背景反应要大得多。通过开发一种新的技术来测量反应中的出射中子的方向，质子上的反μ子中微子产生反μ子和中子，研究人员可以将这两种反应类型分开。这样就可以利用中微子束中相同的平行反应来研究残余背景，在氢原子上不可能发生反应。这种结构的测量被解释为质子的轴向矢量形式因子，这是中微子散射所揭示的结构的一个技术术语，这样它就可以被用作预测中微子反应的输入。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355909.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355909.htm

科学家首次在实验中发现一维外尔费米子

科学家首次在实验中发现一维外尔费米子外尔费米子是一种在高能物理理论中被预言存在的粒子。它被理论预言可以存在于所有奇数维度（一维、三维）体系中，但目前人们对固体中外尔费米子的研究均在三维体系中开展，即三维外尔费米子。理论预言的最低维度（一维外尔费米子）仍未在实验中发现。根据发表在期刊上的一项研究，华东师范大学研究员袁翔课题组和合作者一起，在低维准粒子激发研究中取得重要进展。联合团队通过强磁场在三维拓扑绝缘体五碲化铪（HfTe5）中，发现了一维外尔费米子，并探索了其特殊的电磁响应。来自：雷锋频道：@kejiqu群组：@kejiquchat投稿：@kejiqubot

大型强子对撞机实验检测到第一个“人造”中微子

大型强子对撞机实验检测到第一个“人造”中微子中微子是宇宙中最丰富的粒子之一，但这些游荡的宇宙粒子与传统物质发生相互作用的可能性极低。据参与新实验的研究人员克里斯托瓦奥-维莱拉（CristovaoVilela）说，在大型强子对撞机这样的质子对撞机中也会"大量"产生中微子。虽然这些中微子以前从未被直接观测到过，但名为FASER（前向搜索实验）和SND（散射和中微子探测器）@LHC的实验采用了两种不同的方法，成功地观测到了这些中微子。FASER合作是一项重要的研究工作，旨在观测轻粒子和中微子等弱相互作用粒子。相比之下，SND@LHC则专门针对中微子，采用的探测器战略性地安装在大型强子对撞机内预计会出现高中微子通量的位置。FASER是首个探测源自大型强子对撞机的中微子的实验。最近发表的一项研究报告称，FASER的研究人员利用一个在很短时间内建造的"非常小巧、廉价的探测器"捕捉到了153次高能中微子相互作用。这些中微子确实拥有在实验室环境中记录到的最高能量，但有可能为进一步全面研究这些难以捉摸的粒子的特性铺平道路。继FASER之后，SND@LHC实验又记录了8个涉及中微子的"事件"。研究人员分析了探测器在2022年7月至11月期间收集到的数据，称他们的科学发现"非常成功"。维莱拉说，既然中微子终于在实验室中被探测到了，那么粒子物理学标准模型中的一些谜团就有可能得到更好的理解和研究。大型强子对撞机的科学家们还将继续运行FASER实验多年，预计收集到的数据"至少"会增加10倍。FASER探测器尚未满负荷运行，但在未来几年中，该实验将产生有关高能中微子相互作用的"精美细节"。此外，欧洲核子研究中心正在探索在大型强子对撞机现场建造的一个新的地下洞穴，其唯一目的是探测"数百万"中微子相互作用和其他与暗物质有关的现象。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380129.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380129.htm

我国科学家完成首个确定性的暗能量理论实验检验

我国科学家完成首个确定性的暗能量理论实验检验近日，中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰院士团队与南京大学组成的联合研究组在暗能量探测领域取得重大进展，利用抗磁悬浮力学系统在实验室环境中对一种重要的暗能量理论——变色龙理论进行了实验检验，未发现该理论预言的“第五种力”，从而排除了其作为暗能量的可能。这是所有暗能量理论中的首个确定性的实验检验。相关研究成果日前在国际学术期刊《自然物理学》发表。宇宙学和天文学的一些观测事实表明，我们的宇宙正处于加速膨胀中，而暗能量被认为是驱动膨胀的原因。但是，对于暗能量的本质是什么，以何种方式与我们的世界发生作用，目前仍然未知。为探索神秘的暗能量场，国际上布局了多种实验研究计划，传统的手段主要是借助天文观测或大型物理装置，如太空望远镜、地下实验室以及大型高能粒子加速器等。中科院微观磁共振重点实验室于近年来创新发展了基于固态自旋、气态原子、微力学系统等能够在实验室尺度开展探索的实验体系和技术，为拓展人类对宇宙的认识提供了新途径，已完成一系列重要的实验研究。此项研究针对一种重要的暗能量理论——变色龙理论开展实验检验。变色龙理论是用来解释宇宙加速膨胀的一种理论模型，该理论的最大特征之一是预言了已知四种基本相互作用外的“第五种力”，在形式上可以写为万有引力作用的微小偏离，这为实验研究提供了可能。本工作研究人员利用抗磁悬浮力学系统作为力探测器，精巧构建了亚毫米尺度的具有超高灵敏度的“桌面式”力探测平台，对变色龙理论所预言的第五种力进行了检测。研究中，对变色龙场做了精细的数值模拟和基于此的第一性原理几何设计，对质量源与力探测器采用了薄膜结构，有效解决了变色龙场在质量源端和力探测器端的双重屏蔽困难；并且，实验中产生了超长相干时间的第五种力驱动以提高力探测精度。以上技术极大提升了对第五种力的探测效率，实现了迄今为止对变色龙理论的国际最高检测精度，将理论预言的变色龙作用力上限限制到6x10-17牛。结合先前其他实验，该研究最终完成了基础变色龙理论的全参数空间检验，未发现该理论预言的“第五种力”，从而确定性地排除了这一暗能量理论。△图1：抗磁悬浮力学系统实验系统（左）；实验探测给出的变色龙第五种力上限（右）△该研究的暗能量探测结果审稿人高度评价该工作：“在我看来这是一个非常重要的成果，代表了该领域的一个重大进展。这一工作充分展示了精密力探测与宇宙学研究的交叉融合，有望激发宇宙天文学、粒子物理学和原子分子物理学等多个基础科学领域的广泛兴趣。”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308943.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308943.htm

科学家们在太空深处探测到巨大的宇宙爆炸能量

科学家们在太空深处探测到巨大的宇宙爆炸能量据BGR报道，世界各地的天文学家最近被捕捉到的20多亿光年外检测到的罕见的宇宙爆炸所吸引住了。美国宇航局（NASA）在其网站上的一份报告中详细介绍了这次爆炸。NASA的费米伽马射线空间望远镜、尼尔·盖尔斯·斯威夫特(以下简称Swift)天文台和Wind航天器探测到了这次爆炸性的爆发。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1328139.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1328139.htm

科学家提出搜寻暗物质的新方法

科学家提出搜寻暗物质的新方法自暗物质被发现以来，科学家们一直未能探测到它，即使几十年来在世界各地部署了多个超灵敏粒子探测器实验也无济于事。现在，美国能源部（DOE）SLAC国家加速器实验室的物理学家们提出了一种利用量子设备寻找暗物质的新方法。SLAC物理学家丽贝卡-利恩（RebeccaLeane）是这项新研究的作者之一，她认为大多数暗物质实验都在寻找银河系暗物质，这种暗物质会直接从太空发射到地球上，但另一种暗物质可能已经在地球周围徘徊了很多年。利恩说："暗物质进入地球后，会四处弹跳，最终被地球的引力场困住。随着时间的推移，这种热化暗物质的密度会比少数松散的星系粒子更高，这意味着它更有可能撞上探测器。不幸的是，热化暗物质的移动速度要比银河系暗物质慢得多，这意味着它传递的能量要比银河系暗物质少得多--传统探测器可能无法看到。"有鉴于此，利恩和SLAC博士后研究员阿尼尔班-达斯找到了SLAC的科学家诺亚-库林斯基，他是一个新实验室的负责人，主要研究用量子传感器探测暗物质。库林斯基说，科学家通常认为这是因为冷却系统不完善或环境中存在热源。但他说，可能还有其他原因："如果我们实际上有一个完美的冷系统，而我们无法有效冷却它的原因是它不断受到暗物质的轰击呢？"达斯、库林斯基和利恩想知道，超导量子设备是否可以重新设计为热化暗物质探测器。根据他们的计算，激活量子传感器所需的最小能量足够低，约为千分之一电子伏特，因此它可以探测到低能量的银河系暗物质以及悬浮在地球周围的热化暗物质粒子。当然，这并不意味着暗物质是量子设备失灵的罪魁祸首--只是说它是可能的，下一步就是要弄清楚他们能否以及如何将敏感的量子设备变成暗物质探测器。因此，有几件事需要考虑。首先，也许有更好的材料来制造这种装置。利恩说："我们一开始考虑的是铝，这只是因为铝可能是迄今为止用于探测器的特性最好的材料。但事实可能证明，对于我们正在研究的质量范围和我们想要使用的探测器类型，也许有更好的材料。"利恩说，还有一种可能性是，热化暗物质与量子设备的相互作用不会像银河系暗物质被怀疑与直接探测设备的相互作用那样。在这项研究中只是考虑了暗物质进入并直接弹开探测器的简单情况，但它还可以做很多其他事情。例如，其他粒子可能与暗物质相互作用，改变探测器中粒子的分布方式。"这就是在SLAC工作的好处之一。我们确实有相当多样化的小组在从事许多不同的科学研究，我觉得这个项目是SLAC研究的一个非常好的协同效应。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429970.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429970.htm