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意大利格兰萨索国家地下实验室的OPERA实验昨天发布新闻,宣布发现$\mu$中微子到$\tau$中微子的振荡转换。[参见 Nature news]
因为2011年底的超光速中微子乌龙事件,OPERA实验广为人知。它的主要科学目标则是寻找$\mu$中微子到$\tau$中微子的转换。1998年,日本超级神冈实验发现中微子振荡,但只看到中微子消失,无法真正看到新中微子的出现。OPERA实验应运而生。90年代末提出建议,2003-2008年建造,运行到2012年底。
探测$\tau$中微子是极其困难的。科学家不得不求助于古老的核乳胶技术。这也是2000年费米实验室首次发现$\tau$中微子时采用的技术。
2010年OPERA找到第一个$\tau$中微子。由于实验有一定误判几率,还不能认为“发现”了$\mu$中微子变成$\tau$中微子。从2012起,每年找到一个$\tau$中微子(数据分析有一定延后),至今共找到5个(参见《金贵的陶中微子》),考虑到本底后,终于达到了5倍标准偏差的发现水平。
倘若这项结果放到2003年前后,肯定是一件激动人心的事。当时的KamLAND实验和SNO实验都因为发现新的中微子振荡证据,入选《科学》的年度十大突破。然而时过境迁,随着越来越多的中微子振荡数据,几乎所有人早就相信,超级神冈看到的就是$\mu$到$\tau$的转换。两年前日本T2K实验也已经首次发现了新中微子的出现($\mu$中微子变成电子中微子。其它所有中微子振荡现象都是中微子消失),连这个第一也没拿到。2011年底闹出超光速乌龙后,其发言人黯然下台,一年后实验也停止运行。这确实是一个发现,首次证明$\mu$中微子可以变成$\tau$中微子,但似乎打不起喝采的精神。
OPERA实验退役后,它的5000平方米迹径探测器将被改装后运到中国,作为法国和意大利的实物贡献,成为江门中微子实验的顶部径迹探测器,用来去除宇宙线带来的本底。
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GMT+8, 2024-9-1 18:19
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