美日聯手獲取中微子更精確測量結果助力解釋宇宙中正反物質不對稱之謎

位于美國的NOvA實驗（費米國家加速器實驗室主導的粒子物理項目）和日本的T2K實驗（日本主導的國際合作粒子物理學實驗），獲取了對中微子質量差異以及中微子-反中微子振蕩不對稱的更精確測量結果，推進了對中微子行為的進一步認知。22日發表于《自然》的這一成果，增進了人們對中微子振蕩這一過程的理解，或能用于探索宇宙中的正反物質不對稱。

中微子是有望揭示宇宙物質起源的微小基本粒子，但由于會與物質發生微弱的相互作用，所以很難研究。中微子有不同的形式，或稱“味”，這些味會在中微子振蕩過程中發生演化。研究這個過程能揭示中微子質量的許多細節以及這些味如何混合，包括中微子或反中微子的振蕩方式是否有差異，或不對稱。確定不對稱或能解釋當前宇宙中物質多于反物質的原因。近幾十年的中微子振蕩實驗帶來了一些見解，但仍有很多問題有待解答。

NOvA和T2K是兩個現役的長基線中微子振蕩實驗，它們能探測從一個加速器設施到一個大型探測器、穿過地球數百千米的中微子。研究人員對這兩個實驗的數據集進行了聯合分析，發現了與中微子質量和基本對稱相關的新限制條件。

兩個數據集之前都被分析過，但這次的聯合分析提升了結果的統計學顯著性，并取得了對中微子質量差異以及中微子-反中微子振蕩不對稱的更精確測量結果。

這些結果提供了對控制中微子與反中微子振蕩差異的參數的精確估算。雖然沒有直接觀測到中微子與反中微子的不對稱，但數據提示兩種粒子間可能存在違反對稱性的情況。

研究人員表示，結合這些分析，能交叉互補兩個實驗的靈敏度，并彰顯了合作的價值。