聚焦:超越标准模型探索中子衰变

这款 NIST 传感器原型可以通过超越标准模型来帮助解决宇宙的一些谜团。标准模型是一个长期存在的理论,成功地描述了物质粒子(例如电子)和力载体(例如)

来源:美国国家标准与技术研究院__中子研究信息
图片来源:NIST
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通过超越标准模型,这款原型 NIST 传感器可能有助于解决一些宇宙之谜。

标准模型是一种长期存在的理论,它成功地描述了物质粒子(例如电子)和力载体(例如胶子)。但它无法解释诸如神秘的暗物质和暗能量等现象,宇宙学家认为这些现象构成了宇宙的大部分。

发现任何新现象的一种方法是构建更灵敏的探测器。这就是 NIST 的作用所在。

我们的物理学家正在改造一种以前用于测量光子(光)的超导传感器,以代替测量带电粒子。这些热动能电感探测器 (TKID) 可以组合成大型阵列,并可能经过修改以检测超出标准模型的微弱物理信号。

我们研究人员的重点关注领域是中子衰变。中子通常存在于原子核中,当它脱离原子核时,会衰变成电子、质子和另一种称为反中微子的粒子。中子衰变是超越标准模型的理想实验室,部分原因是它相对简单。

NIST 的原型(如图所示)仍处于测试阶段,目标是制造大型 TKID 相机,可以检测到比目前可用的中子衰变探测器弱一百倍的信号。这项工作由美国能源部额外资助,今天作为美国物理学会四月会议的一部分公布。