大型强子对撞机(LHC)实验研究中微子质量 跷跷板模型是什么

　　科学家们正在大型强子对撞机(LHC)的一项新实验中研究难以捉摸的中微子。科学家们在瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心的LHC使用紧凑型μ介子螺线管(CMS)探测器进行了一项新的实验测试，研究中微子质量。

　　中微子，或“幽灵粒子”，是类似于电子的亚原子粒子，但没有电荷，质量极小，接近零。这项新研究使用了LHC之前的数据。

　　进行这个实验是为了试图回答为什么中微子质量如此之小的问题。(中微子的质量如此之小，以至于历史上的科学家都认为它可能根本没有质量。)

　　中微子通过核聚变在恒星内部产生，是一种奇怪而神秘的粒子，多年来我们一直无法完全理解。我们知道它们是整个宇宙中最常见的粒子之一；据估计，每秒钟约有1000亿个中微子穿过人体的每一平方厘米。

　　根据当前的粒子物理学标准模型，该理论描述了所有已知的基本粒子和宇宙中四种力中的三种，电子等基本粒子通过与希格斯玻色子粒子相关的场(称为希格斯场)相互作用来获得质量。但是中微子不遵守这些规则。希格斯场无法解释它的最小质量。

　　通过这个实验，研究人员测试了所谓的“跷跷板模型”，一些研究人员认为该模型可以解释中微子的质量。在这个理论中，一个轻中微子(一种已知的粒子)与一个假设的重中微子配对，后者就像跷跷板上较重的伙伴一样，将较轻的粒子举起来，并赋予它非常轻的质量。

　　但是为了让跷跷板模型起作用，所涉及的中微子必须是它们自己的反物质粒子，叫做Majorana粒子，根据一份描述这项新研究的声明。反物质粒子具有相应粒子的质量，但带有相反的电荷。(例如，电子的反物质等价物是正电子。)

　　因此，为了用这个实验测试跷跷板模型，研究人员试图在LHC的高能粒子碰撞中找到Majorana中微子。该小组使用CMS探测器从这些碰撞中收集数据。虽然这项研究是最近的，但产生这些数据的碰撞发生在2016年至2018年之间。

　　该小组没有在数据中发现任何马约拉纳中微子的证据。然而，他们收集的数据帮助他们对跷跷板模型设定了新的限制。

　　现在，虽然这是对LHC旧碰撞的一项新研究，但随着设施重新启动，粒子加速器准备在今年夏天开始进行新的碰撞，研究人员“可以期待收集更多数据，再次尝试跷跷板，”根据同一份声明。