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幽灵粒子可能秘密决定恒星坍缩的命运

2025-08-30 20:39:09 工程科技 阅读

中微子作为几乎不与物质发生作用的幽灵粒子,可能正在悄然重塑大质量恒星的命运。新研究表明,恒星坍缩时会形成天然的"中微子对撞机",使科学家得以通过地球上无法实现的方式探测这些神秘粒子。若中微子确实通过尚未发现的力产生相互作用,它们可能导致恒星直接坍缩成黑洞而不是中子星,这将重塑我们对宇宙演化规律的理解。

目前,由中微子、核天体物理与对称性研究网络(N3AS)的科研团队(包括数名来自加州大学圣地亚哥分校的研究人员)通过理论计算证实,大质量恒星坍缩时可充当"中微子对撞机"。中微子从这些恒星带走热能,迫使恒星收缩并导致其电子以近光速运动,从而驱动恒星失稳并发生坍缩。

最终坍缩恒星的密度变得极高,致使中微子被捕获并相互碰撞。在纯标准模型相互作用下,中微子将主要呈现电子味,物质将相对"冷",坍缩后可能遗留中子星残骸。然而,改变中微子味的秘密相互作用会彻底改变这一图景:产生所有味型的中微子,形成以中子为主的"热"核心,最终可能导致黑洞残骸的形成。

费米国家加速器实验室即将开展的深地下中微子实验(DUNE),以及未来对坍缩恒星产生的中微子或引力波的观测,或将能验证这些理论。

这项发表于2025年6月18日《物理评论快报》的研究由加州大学圣地亚报》的研究由加州大学圣地亚哥分校的Anna M. Suliga、Julien Froustey、Lukáš Gráf、Kyle Kehrer和George Fuller主导,并联合其他机构合作者共同完成。研究部分资金由美国国家科学基金会(PHY-2209578与PHY-2020275)、美国能源部(DE-AC02-07CHI11359)及西蒙斯基金会(2017-228)提供。

7-228)提供。

 

信息来源

Story Source:

Materialsprovided byUniversity of California - San Diego.Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Anna M. Suliga, Patrick Chi-Kit Cheong, Julien Froustey, George M. Fuller, Lukáš Gráf, Kyle Kehrer, Oliver Scholer, Shashank Shalgar.Nonconservation of Lepton Numbers in the Neutrino Sector Could Change the Prospects for Core Collapse Supernova Explosions.Physical Review Letters, 2025; 134 (24) DOI:10.1103/gnp5-4y8k

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