用幽灵粒子,探索时空的结构

作者: Gaviota

发布日期: 2022-10-27 20:30:11

中微子作为幽灵粒子,通过冰立方中微子天文台的研究,科学家们探索了时空结构的可能性,尽管未发现量子引力效应的证据,但这项研究为量子引力理论开辟了新道路。

中微子是一种几乎没有任何质量、难以捉摸的“幽灵粒子”,它们能够毫不费力地穿过几乎任何物质,不会减速或者改变方向,不受阻碍地进行超长距离的旅行。这些幽灵般的宇宙信使无处不在,每秒钟,大约有100万亿个中微子正穿过你的身体。尽管地球周围的大多数中微子都来自太阳,但还有一些是来自最遥远外太空的高能天体物理中微子。

这类中微子可能来自距离地球数十亿光年之远的“宇宙加速器”,比如炽热的耀变体等天体,但它们的确切来源仍不清楚。

但反过来说,中微子神秘的特性也让它们很难被常规探测器捕捉到。目前,最著名的中微子望远镜之一是冰立方中微子天文台,它已经在南极运行了十年。这个天文台由成千上万个传感器组成,深埋在南极冰层之下约2.5千米的地方,大约相当于28个足球场的长度,它们在那里捕捉来自时空边缘的爆发性事件产生的高能中微子。

近日,冰立方合作组公布了量子引力对天体物理中微子味的影响的搜索结果。尽管这项长达数年的实验并没有发现量子引力效应的证据,但它仍然代表了对宇宙中未知领域前所未有的惊鸿一瞥,这是第一次利用中微子味干涉测量法触及了量子引力的预期信号区域。研究已发表在《自然·物理》上。

总的来说,这项研究在冰立方的数据中没有发现可能暗示量子引力效应的异常的味转换的证据。尽管这些结果难免有些令人失望,但研究人员还是设法将已知技术中最严格的限制放在了对时空缺陷参数化的六维算子上。换句话说,这些结果为量子引力的理论领域开辟了一条新的道路,它也有机会对各领域的科学家产生各种应用。

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