用中微子对质子成像

构成原子核的质子和中子 本身是由强相互作用的夸克和胶子“>夸克和胶子”组成的 。由于相互作用如此强烈，质子和中子的结构很难从理论上计算出来。相反，科学家们必须通过实验测量它。 中微子 实验使用的目标是 由许多质子和中子结合在一起构成的原子核。这使得解释这些测量以推断质子结构变得复杂。通过从作为原子核的质子中 散射中微子 MINERvA 探测器中的氢原子，科学家们首次使用未结合的质子对中微子结构进行了测量。

影响

研究人员正在建造几个大型中子实验，包括 DUNE 和 桑福德地下研究设施。这些实验将有助于精确测量 中微子的 特性。这反过来将回答有关中微子如何影响 我们宇宙结构的问题。这些实验需要准确了解中微子如何与实验中的重 核相互作用 ，例如 DUNE 中的氩。建立这些相互作用的理论需要将中微子散射的影响与质子或 中子分开 以及核中结合的影响。通过测量自由质子的这一特性，MINERvA 的结果将有助于建立更完整的中微子相互作用理论。

概括

这项新研究中描述的测量的主要挑战是 MINERvA 探测器中的氢在塑料中一半一半地与碳原子化学混合。碳原子中有六个质子，因此碳本底反应要大得多。通过开发一种新技术来测量反应中传出中子的方向，质子上的反 μ 子中微子会产生反 μ 子和中子，研究人员可以分离这两种反应类型。这允许在中微子束中使用相同的平行反应研究残余背景，其中不可能对氢原子发生反应。这种结构测量被解释为质子的轴向矢量形状因子，这是 中微子揭示的结构的技术术语 散射，因此它可以用作预测中微子反应的输入。

资金

这项工作由能源部科学办公室、高能物理办公室、罗切斯特大学梅瑟史密斯研究生奖学金和国家科学基金会研究生研究奖学金资助。 创建用于 MINERvA 和其他实验的 NuMI 中微子束的费米实验室加速器复合体是 DOE 科学办公室用户设施。