探索中微子的过程中看到意想不到的事情，为物理学打开了一扇新门美国能源部橡树岭国家实验室

美国能源部橡树岭国家实验室的COHERENT粒子物理实验，已经确定了新型中微子相互作用的存在。由于中微子是电中性的，并且仅与物质发生微弱的相互作用，因此观察这种相互作用的探索过程推动了探测器技术的发展，并为旨在解释宇宙奥秘的理论增加了新的信息。

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图注：来自印第安纳大学布卢明顿分校的SCGSR获奖者雅各布·泽特莫耶（JacobZettlemoyer）领导了数据分析，并与ORNL的迈克·弗布布拉罗（MikeFebbraro）共同研究了在蓝色光下显示的涂层，以将氩光转移到可见波长以增强检测。
【探索中微子的过程中看到意想不到的事情，为物理学打开了一扇新门】印第安纳大学物理学教授雷克斯·泰洛伊（RexTayloe）说：“中微子被认为是有关宇宙本质的许多悬而未决的问题的核心。 ”他领导了散裂中子源或ORNS美国科学部用户办公室SNS的中微子低温液态氩检测器的安装、操作和数据分析。

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该研究发表在《物理评论快报》（PhysicalReviewLetters）上，该研究成果是观察到了低能中微子通过弱核力与氩原子核相互作用，这个过程称为相干弹性中微子核散射（CEvNS）。就像乒乓球轰击垒球一样，击中原子核的中微子只会将少量能量转移到更大的原子核上，从而对微小的攻击几乎没有反应力。
杜克大学物理学家、科学技术目标的发言人和组织者凯特·斯科尔伯格说：“粒子物理的标准模型可以预测中微子从原子核的相干弹性散射。 ”这次合作有来自四个国家19个机构的80名参与者。 “看到中微子与氩气的相互作用，氩气是被测量过的最轻的核，这证实了早期从较重的核中观察到的结果。测量过程精确地建立了对替代理论模型的约束。 ”

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图注：印第安纳大学物理学本科生玛丽亚·德尔·瓦莱·科洛（MariadelValleCoello）正在观看安装在SNS中微子胡同中的CENNS-10检测器。
田纳西大学诺克斯维尔分校的物理学家尤里·埃夫雷缅科（YuriEfremenko）和ORNL领导了更灵敏的光电探测器的开发，他说：“氩气提供了一个“门” 。相干弹性中微子核散射（CEvNS）过程就像一座我们知道应该存在的建筑物。钠和碘化物的测量是让我们进入建筑物的一扇门。我们现在打开了另一扇氩气门。 ”误差栏中的氩气数据与标准模型一致。但是，更大的探测器带来的更高的精度可能使科学家看到新的东西。埃弗雷缅科补充说：“看到意想不到的事情就像打开门，看到了奇妙的宝藏一样。 ”
“我们正在寻找打破标准模型的方法。我们喜欢标准模型；它确实很成功。但是有些事情并不能解释。 ”ORNL负责COHERENT的物理学家杰森·纽比（JasonNewby）说， “我们怀疑，在这些可能破坏模型的小地方，人们可能会等待有关宇宙本质、反物质和暗物质等重大问题的答案。 ”

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COHERENT团队使用SNS上世界上最亮的脉冲中子源来帮助寻找答案。 SNS生产的用于研究的中子产生中微子作为副产物。在纽比和埃弗雷缅科的领导下， SNS汞目标下方的一条服务走廊已转变为专门的中微子实验室，称为中微子胡同。一个24公斤重的探测器，称为CENNS-10 ，位于距低能量中微子源27.5米的位置，该源可优化发现相干相互作用的机会。这意味着接近中微子会看到整个核的弱力，与非相干相互作用相比，会导致更大的影响。