Matthew Green是NC国家物理学助理教授。他参与了一个多机构研究项目旨在检测一种叫做相干弹性中微子核散射(CEvNS)的过程。这个项目是成功的，它的发现出现在科学．Matthew同意与The Abstract就项目及其结果进行问答。
摘要:什么是中微子?研究中微子能告诉我们关于宇宙的什么信息?
绿色的中微子是构成我们宇宙的基本粒子之一。就数量而言，它们比我们宇宙中所有其他物质粒子的总和还要丰富。它们的质量非常小，不到电子质量的百万分之一;事实上，它们是如此之小以至于到目前为止，我们还不能精确地测量它们，只能确定它们的上界。在过去的20年里，人们已经确定，尽管它们很小，但它们的质量不是零(不像构成光的光子)。为什么中微子光有些神秘,并可能指向新的物理可以解释为什么我们生活在一个宇宙中,有如此多的物质和反物质太少,当我们目前的理解说,物质和反物质应该生产等量,和摧毁对方随着宇宙的进化。
为什么中微子这么难探测?
格林:在描述粒子如何相互作用的四种基本力(电磁力、强力、弱力、引力)中，中微子只通过恰当命名的弱力和(更弱的)引力相互作用。正因如此，中微子与物质的相互作用非常罕见;每秒钟有几万亿个来自太阳的中微子穿过你的身体，几乎所有这些中微子都会穿过你，穿过地球，丝毫没有减弱。如果你想要建造一堵钢铁墙来保护自己不受太阳发出的中微子的伤害，它需要超过一光年(约6万亿英里)厚!
TA:你参与了一个项目，要建造一个更小的中微子探测器——这个新的探测器和以前使用的有什么不同?
格林:Our goal was to detect for the first time a process called Coherent Elastic Neutrino Nuclear Scattering (CEvNS), in which a neutrino collides with an atomic nucleus and if the conditions are right (the neutrino’s energy is low enough) the neutrino interacts with the entire nucleus at once instead of a single proton or neutron in the nucleus. As a result the cross section for this interaction (a particle physics measure of how likely an interaction is to occur) is huge – relative to neutrinos anyway. The problem is that the only way to detect the interaction is by looking for the signature of the nucleus that gets knocked out of place by the neutrino. Since the neutrino has to be low in energy, the recoiling nucleus has to be even lower; imagine tossing a ping-pong ball at a bowling ball and looking for the bowling ball to move. If you can build a detector that is capable of measuring low-enough energy nuclear recoils, then that detector can be quite small (ours in this work weighs around 30 pounds) but can still detect neutrinos through this CEvNS process.
你在这个项目中做了什么?这项工作最令人难忘的方面是什么?
格林:标准模型对CEvNS相互作用做出的一个预测是，从一个目标核到下一个目标核的截面应该如何变化。出于这个原因，我们部署了一套由不同材料制成的不同探测器，这样我们就可以测试这一预测。在北卡罗来纳州立大学，我们正在组装一套通常用于探测伽马射线辐射的锗基探测器，该探测器将于今年晚些时候部署在橡树岭国家实验室的散裂中子源(SNS)。这些锗探测器，除了是一种不同的目标材料之外，将让我们以更高的精度测量CEvNS过程。
探测器有什么惊人的发现吗?接下来你将尝试回答哪些问题?
格林:我们对CEvNS的测量，在测量的不确定性范围内，是根据我们对中微子和粒子物理的理解所预测的，所以没有什么特别令人惊讶的。最让我们惊讶的是散裂中子源对我们来说是一个多么棒的实验地点。我们能够在SNS目标建筑中确定一个位置，我们离产生中微子的地方很近，所以我们让很多中微子穿过探测器，但也有很多屏蔽来自目标中产生的其他高能粒子，这将淹没我们的探测器，使我们很难看到我们正在寻找的中微子信号。我们能够做出比我们想象的更好的测量，并且对于我们在不久的将来能够进行的测量感到非常兴奋。
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