[论文解读] EVIDENCE FOR TIME-VARYING NUCLEAR DECAY DATES: EXPERIMENTAL RESULTS AND THEIR IMPLICATIONS FOR NEW PHYSICS

Ephraim Fischbach|arXiv (Cornell University)|Jun 7, 2011

Radioactive Decay and Measurement Techniques参考文献 3被引用 10

一句话总结

该论文提供了实验证据，表明核衰变速率受太阳活动影响而随时间变化，包括与日地距离相关的年度变化以及与太阳自转相关的周期性变化。研究提出，太阳中微子或类中微子粒子可能调制衰变速率，从而提出一种新方法—— helioradiology（太阳放射学），通过衰变速率测量探测太阳内部结构。

ABSTRACT

Unexplained annual variations in nuclear decay rates have been reported in recent years by a number of groups. We show that data from these experiments exhibit not only variations in time related to Earth-Sun distance, but also periodicities attributable to solar rotation. Additionally, anomalous decay rates coincident in time with a series of solar flares in December 2006 also point to a solar influence on nuclear decay rates. This influence could arise from some flavor of solar neutrinos, or through some other objects we call which behave in some ways like neutrinos. The indication that neutrinos or neutrellos must interact weakly in the Sun implies that we may be able to use data on time-varying nuclear decay rates to probe the interior of the Sun, a technique which we may call helioradiology.

研究动机与目标

• 调查多个实验组报告的未解的核衰变速率变化。
• 确定这些变化是否与日地距离或太阳自转周期相关。
• 检查衰变速率异常与2006年12月太阳耀斑事件之间的时序相关性。
• 探讨太阳中微子或类中微子粒子是否可能影响核衰变速率。
• 提出一种新方法——太阳放射学，利用随时间变化的衰变速率数据研究太阳内部结构。

提出的方法

• 分析多个实验组提供的长期核衰变速率数据，以检测周期性调制。
• 将衰变速率变化与日地距离相关联，以识别年度调制模式。
• 对衰变速率异常与太阳自转周期进行互相关分析，以检测自转周期性。
• 将衰变速率偏差与2006年12月记录的太阳耀斑事件在时间上对齐。
• 检验中微子或类中微子粒子相互作用作为衰变速率调制潜在机制的假设。
• 基于衰变速率对太阳辐射的敏感性，构建太阳放射学的概念框架。

实验结果

研究问题

• RQ1 核衰变速率是否表现出与日地距离相关的年度变化？
• RQ2 衰变速率中是否存在与太阳自转周期一致的周期性调制？
• RQ3 衰变速率异常是否在时间上与太阳耀斑事件同步？
• RQ4 太阳中微子或类中微子粒子是否可能是观察到的衰变速率变化的原因？
• RQ5 能否利用随时间变化的衰变速率作为探测太阳内部结构的探针？

主要发现

• 衰变速率变化显示出与日地距离相关的清晰年度调制，表明存在太阳影响。
• 衰变速率数据中的周期性与太阳自转周期一致，表明与太阳动力学存在关联。
• 在2006年12月太阳耀斑期间观察到衰变速率异常偏差，支持存在因果关联。
• 数据表明中微子或类中微子粒子在太阳内部发生弱相互作用，从而影响衰变速率。
• 本研究提出一种新方法——太阳放射学，利用衰变率异常探测太阳内部结构。
• 研究结果提示，通过核衰变实验可能为检验标准模型之外的新物理提供新途径。