中微子是自然界最难以捉摸、最不为人所知的亚原子粒子之一，很少与物质相互作用。这使得对中微子及其反物质伙伴反中微子的精确研究成为一项挑战。地球上最强的中微子发射源——核反应堆——在研究这些粒子方面发挥着关键作用。研究人员设计了精密反应堆振荡和光谱实验(PROSPECT)，用于详细研究来自高通量同位素反应堆(HFIR)核心的电子反中微子。

现在，PROSPECT研究合作报告了对铀235(U-235)裂变释放的反中微子能谱的最精确测量。这些结果为科学家提供了有关这些粒子性质的新信息。

PROSPECT的合作者包括来自13所大学和4个国家实验室的60多名参与者。他们建造了一种新颖的反中微子探测器系统，并在HFIR研究反应堆(橡树岭国家实验室的能源部(DOE)科学办公室用户设施)中安装了广泛的、定制的背景屏蔽装置。该研究的重点是U-235裂变中产生的反中微子。反中微子由核β衰变产生，是中微子的反物质粒子对应物。

PROSPECT提供了对基本中微子物理的深入了解，是更好地了解裂变反应堆核过程的强大工具。PROSPECT现在报告了对U-235反中微子能谱的最精确测量。此外，它还对观察到的数据模型不匹配的起源提供了新的约束。这些结果表明需要更好的模型来描述裂变同位素产生反中微子。研究结果发表在《物理评论快报》杂志上。

科学家对中微子的特性很感兴趣，因为它们提供了粒子物理学标准模型的直接测试。这是描述宇宙中所有基本粒子之间相互作用的理论。标准模型无法解释的物理学建议源于基于模型的预测与实验数据之间的分歧。这些基于反应堆的实验检测到的中微子比预期要少，并发现能谱的一小部分区域存在不一致之处。

PROSPECTCollaboration的新结果直接解决了这些不一致的问题。结果通过提供新的参考能谱来实现这一点。它还对数据和模型之间分歧的根源提供了新的约束。

基于核反应堆的实验已经在中微子物理学方面取得了重要的里程碑，例如首次对粒子进行实验检测，并确认中微子在传播时会发生类型变化。高强度和高浓缩U-235燃料的紧凑核心等独特功能使HFIR成为继续反应堆之间的长期关联和对中微子特性的新见解的理想场所。

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