據外媒報導，科學家對一種假想粒子的廣泛搜索，結果卻一無所獲。惰性中微子是一種被提出的亞原子粒子，甚至可以成為神秘的暗物質的候選者，雖然之前的研究已經暗示了它的存在，但兩個新的實驗已經完全排除了它的可能性。

中微子是一種帶中性電荷的基本粒子，質量非常微小。它們有三種”味道”–μ子、陶子和電子中微子–並且在宇宙中飛馳時可以在它們之間切換。

長期以來，人們一直在假設第四種類型：惰性中微子。現有的三種“味道”通過重力和弱核力與正常物質相互作用，而惰性中微子被認為只通過重力相互作用。不幸的是，這使得它們很難被探測到。不過這並不是因為缺乏嘗試。已經設立了幾個實驗，試圖找到惰性中微子的證據，現在已經檢查了其中兩個實驗的數據。沒有發現無菌中微子的踪跡，這可能使它們的存在受到懷疑。

“對於粒子物理學來說，這是一個重要的結果，”該研究的作者Alexandre Sousa說。“它為一個已經徘徊了20多年的問題提供了一個幾乎明確的答案。”

這兩個實驗採用了截然不同的檢測方法。第一個實驗被稱為大亞灣反應堆中微子實驗，是在中國香港以外的現有核電站附近設置了一系列探測器。由於中微子是在核反應堆中產生的，然後穿過大多數物質，所以這些探測器可以研究它們飛走的過程。

第二項實驗名為MINOS+，由美國費米實驗室運行。這將產生一束中微子，然後將其飛過734公里（456英里）的岩石，送到另一個州的另一個設施中的探測器。

在這兩種情況下，科學家們都在研究中微子的振盪–它們在飛行中切換“味道”的傾向。如果μ子中微子振盪成惰性中微子，它們就會出現消失，這也是該團隊期望看到的。遺憾的是，沒有進行這樣的探測。

“如果能找到惰性中微子的證據，我們都會感到絕對興奮，但我們目前收集到的數據並不支持任何形式的惰性中微子振盪，”該研究的作者Pedro Ochoa-Ricoux說。

有趣的是，這些新結果與之前的實驗背道而馳，這些實驗記錄的異常現象可能是由惰性中微子解釋的。

“我們的結果與惰性中微子對異常現象的解釋不相容，”該研究的作者Adam Aurisano說。“因此，這些實驗消除了一種可能性–領先的可能性–即振盪成惰性中微子完全可以解釋這些異常現象。”

當然，這些結果並不一定否定惰性中微子的存在。相反，它只是縮小了它們可能具有的特性範圍，幫助物理學家在未來集中精力進行搜索。“我認為惰性中微子在高能量下存在的可能性比不存在的可能性更大，”Aurisano說。“在宇宙的最開始，你會期望有惰性中微子。如果沒有它們，很難解釋中微子質量的各個方面。”

如果它們確實存在，惰性中微子與幾個宇宙學謎團有關。它們仍然是暗物質的候選粒子之一，這種奇怪的東西被認為滲透到宇宙中，並且只通過引力與正常物質相互作用–這也是惰性中微子的預測屬性。它們還可以幫助解釋當今宇宙中物質和反物質之間的不平衡。

該研究發表在《物理評論快報》雜誌上。