在本科教学实验室中利用 MicroBooNE 液氩时间投影室数据进行的惰性中微子搜寻

基本粒子物理学是本科物理课程的关键组成部分，但将其纳入教学实验室颇具挑战。我们提出了一项本科实验室实验，使学生能够利用来自 MicroBooNE 液氩时间投影室的真实数据，搜寻一种惰性中微子（一种新的第四种中微子态）的存在。这一搜寻数十年来一直激发着物理学家的热情，因为惰性中微子的存在可能对理解早期宇宙中的基本过程发挥关键作用，提供可行的暗物质候选者，并为中微子质量的起源提供自然解释。从实验角度来看，在数个中微子实验中观测到的异常现象为其存在提供了诱人的线索。此处展示的分析虽然基于真实数据，但已被改编为本科教学实验室的教学工具；在该实验中，学生需要理解中微子振荡理论，分析 MicroBooNE 数据样本，并应用统计方法搜寻潜在的惰性中微子。该分析结合了机器学习技术以改进事件分类。鼓励学生探索这些方法及其他方法以优化其结果。