MicroBooNE 的新结果为粒子物理学之谜提供了线索

新墨西哥州洛斯阿拉莫斯，2021年10 月 27 日— 一项长达十多年的物理实验的新结果提供了对先前实验中发现的无法解释的类电子事件的洞察。MicroBooNE 实验的结果虽然没有证实所提出的新粒子无菌中微子的存在，但为探索超越标准模型的物理学提供了一条前进的道路，标准模型是自然和基本粒子的基本力理论。

“到目前为止，MicroBooNE 的结果使得 MiniBooNE 实验的异常类电子事件的解释更有可能是超出标准模型的物理学，”洛斯阿拉莫斯国家实验室的物理学家兼 MicroBooNE 合作成员威廉路易斯说。“新物理学究竟是什么——还有待观察。”

能源部费米国家加速器实验室的 MicroBooNE 实验探索了洛斯阿拉莫斯国家实验室研究人员首次发现的粒子束实验中的一个惊人异常。在 1990 年代，与基于标准模型的计算相比，实验室的液体闪烁体中微子探测器实验看到了比预期更多的类电子事件。

2002 年，费米实验室的后续 MiniBooNE 实验开始收集数据以更详细地研究 LSND 结果。MiniBooNE 科学家还看到了比基于标准模型预测的计算更多的类电子事件。但是 MiniBooNE 探测器有一个特别的限制：它无法分辨出靠近中微子相互作用位置的电子和光子(光粒子)之间的区别。

MicroBooNE 实验旨在探索额外事件异常的来源。MicroBooNE 探测器建立在最先进的技术和技术之上，使用特殊的光传感器和 8,000 多根精心连接的电线来捕获粒子轨迹。它装在一个 40 英尺长的圆柱形容器中，里面装满了 170 吨纯液态氩。中微子撞击致密、透明的液体，释放出电子设备可以记录的额外粒子。由此产生的图片显示了详细的粒子路径，并且至关重要的是，区分了电子和光子。

“液态氩技术是中微子物理学的一个相对较新的领域，而 MicroBooNE 一直是这项技术的开拓者，展示了人们可以用它做什么不可思议的物理学，”实验室物理学家、分析的联合负责人 Sowjanya Gollapinni 说。“我们必须从头开始开发所有工具和技术，包括如何处理信号、如何重建信号以及如何进行校准等等。”