重大發現！宇宙隱形人再填新成員，神奇粒子或改變現有物理學！

天下 06-07

你是否還在被這個時空是否存在平行空間而困擾？你是否還在糾結物質的最終劃分到底是分子，原子還是電子，甚至夸克？這些問題似乎都可以歸結為一個問題：宇宙中的物質有自己的「DNA」嗎？有的話，「DNA」是穩定固定唯一的嗎？

根據sciencenews.com報道，美國費米國家加速器實驗室（Fermilab）的MiniBooNE實驗發現了或將新的基本粒子，如果該結論屬實，將改變物理學大廈！

中微子實驗設備

如果你還停留在初級物質的化學結構里，你一定會覺得物質是由分子，原子組成，原子有質子中子電子組成，這是最初等的基本粒子模型。基本粒子的概念隨著物理學的發展而不斷的變化著，它原意是物質存在的基本單元，它是隨著人們對物質結構認識進展而不斷發展的，現已認識到不能把它看成是最後的、最簡單的組成單元。近年來，物理學家們發現的基本粒子達62種之多，所以物質的「DNA」不是唯一的，並且時刻在補充著……

探測中微子的設備往往深埋地下

20世紀90年代，美國的LSND實驗中，科學家找到了一種被稱為「惰性中微子」的神秘新粒子的證據。然而在接下來的20多年中，這一結果一直無法被複制，其它的實驗沒有找到任何關於該粒子的跡象。但這一結果一直未能被複制，直到今天MiniBooNE實驗再次探測到了該隱藏的信號。

在宣布實驗結果之前，我們先來簡單回顧下下粒子的標準模型：

物質是由分子原子組成，質子和中子構成原子核，原子核外是高速旋轉的電子，其中只有電子是標準模型中的基本粒子，質子和中子由更基本的粒子夸克組成。在標準模型中還有費米子和玻色子，其中費米子是組成物質的基點，玻色子是作用力，連接了這些不同的基點。除了這些基本粒子還包括了輕子：電子e μ子 τ子以及各自的中微子共六種，它們的反粒子六種（圖中綠色部分）。

藝術家把每種基本粒子都畫成了小怪獸

特別提到中微子：是組成自然界的最基本的粒子之一，中微子個頭小、不帶電，可自由穿過地球，自旋為1/2，質量非常輕（有的小於電子的百萬分之一），以接近光速運動，與其他物質的相互作用十分微弱，號稱宇宙間的「隱身人」。

中微子，在宇宙中自由自在地穿梭，幾乎不與任何其它物質作用。一個令人驚訝地事實是，如果你舉起大拇指，每秒鐘就有數十億個誕生於太陽的中微子從中穿越而過。這種無害而又細小的粒子卻在宇宙中扮演著什麼重要的角色呢？

能在宇宙間任意穿梭的中微子

微子振蕩的發現，證明了中微子質量不為零。中微子質量不為零」這個結論強迫我們去修正之前的粒子物理「標準模型」。「標準模型」描述了基本粒子的性質和相互作用，裡面包括6個夸克、6個輕子、4個規範玻色子，還有1個希格斯玻色子。僅僅這17個粒子（以及它們的反粒子），就能精確地描述我們所在的這個世界！桌椅、花草、各種顏色的光芒、你自己和所有你愛的人，都是由這些粒子所組成！很奇妙吧？

但暗物質和暗能量卻不能由此解釋！

在MiniBooNE實驗中，研究人員朝一個巨大的油箱發射一束μ中微子。在前往油箱的途中，有一些μ中微子會轉變為電子中微子，其轉化率由兩者之間的質量差異所決定。MiniBooNE會監測電子中微子的到達，當它們罕見的與石油分子相互作用時會產生特有的輻射閃光。在運行的15年期間，MiniBooNE記錄了比預期中多出幾百個的電子中微子。

一個最簡單的解釋是，一些μ中微子會轉化為一種不同的、更重的第四種類型的中微子——惰性中微子，它們不與非中微子的物質發生相互作用。接著這些更重的惰性中微子會振蕩變成電子中微子。質量差異越大，振蕩率也就越高，那麼就有更高的探測率。

要使MiniBooNE的實驗結果有意義，那麼必然得有全新的物理框架去解釋它，畢竟物理學家們只觀測到三種中微子：電子中微子、μ中微子和τ中微子。為了解釋MiniBooNE的數據而假設特定的惰性中微子相對較輕，這就導致它們並沒有解決任何最初物理學家提出它們時想要解決的問題。如果惰性中微子的質量足夠大，那麼它們就可能是科學家尋找已久的「暗物質」！