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Enhanced Sensitivities for the Searches of Neutrino Magnetic Moments through Atomic Ionization

金佳添加于 2010-11-4 18:02 | 1691 次阅读 | 0 个评论

作者
Wong H, Li H-B, Lin S-T
摘要
A new detection channel on atomic ionization for possible neutrino electromagnetic interactions is identified and studied. Significant sensitivity enhancement is demonstrated when the energy transfer to the target is of the atomic-transition scale. The interaction cross section induced by neutrino magnetic moments (μ_ν) is evaluated with the equivalent photon method. A new limit of μ_ν(ν̅ _e)<1.3×10^-11μ_B at 90% confidence level is derived by using current reactor neutrino data. Potential reaches for future experiments are explored. Experiments with sub-keV sensitivities can probe μ_ν to 10^-13μ_B. Positive observations of μ_ν in this range would imply that neutrinos are Majorana particles.
详细资料
- 文献种类: Journal Article
- 期刊名称: Physical Review Letters
- 期刊缩写: Phys. Rev. Lett.
- 期卷页: 2010年第105卷第6期
- ISBN: 0031-9007
学科领域信息系统 » 理论信息学
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新侦测技术有助于低能辐射测量

据台湾“中央社”报道，物理研究团队提出以“原子电离”侦测的新技术，提高微中子磁矩的实验灵敏度至百倍以上，将有助低能辐射测量，包括钻油、核电厂等将受惠。

1956年美国科学家首度发现微中子，微中子充斥于整个宇宙且被视为“人类所设想到的最细小物质”，深深影响粒子物理、天文物理及宇宙学等发展，同时也可能是解开宇宙暗物质的关键。

微中子研究属于物理基础科学研究范畴，想要了解宇宙，就得先了解微中子；微中子本身不带电，也不参与强作用力，因此与一般物质的作用非常微弱，微中子也成为科学家竞相研究的课题。

“中研院”物理研究所研究员王子敬所领导的研究团队，研发出新侦测方法，以此推算出当今最严谨的微中子磁矩上限，大幅提高微中子磁矩的实验灵敏度达百倍以上，8月2日登上国际重要专业期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。

王子敬表示，以往相关研究集中在观察微中子跟电子碰撞后电子的能量分布，比较与粒子物理标准模型的差异。研究团队提出以原子电离作侦测机制的崭新技术，透过计算结果证明，这种创新方法可以提高微中子磁矩的实验灵敏度至百倍以上。

研究团队再以“台湾微中子实验”在台湾电力公司核能厂取得的数据，推算出目前全球最精准的微中子磁矩上限，并估计出未来实验可能到达的极限值。

王子敬说，研究结果已获得国际同侪关注，并已有研究团队计划利用此原理作数据分析与设计下一代的实验。

王子敬表示，学术研究方面，此项新技术将有助于科学家进一步了解微中子，也进而探索了解宇宙；应用方面，此项新技术有助于低能辐射的测量，核电相关产业及钻油等工业将受惠

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