宇宙为什么存在?

德克萨斯大学阿灵顿分校(University of Texas at Arlington)的一组科学家正在一个布满激光、金属气罐和小型粒子探测器的地下室实验室里寻找答案。

为了帮助解决宇宙之谜，德克萨斯大学埃尔帕索分校物理系的大四学生哈维尔·萨马尼戈(Javier Samaniego)不长途跋涉600多英里，加入UTA的中微子和罕见事件搜索(NuRES)研究小组，在粒子和核物理领域进行为期10周的实习。

“中微子是复杂的粒子。人们对它们知之甚少，而且很难发现。”“事实证明，它们可能是理解宇宙最初时刻的关键。”

萨马尼戈的实习是德克萨斯州少数族裔学生核研究经验项目(NREMST)的一部分，该项目由物理学副教授本·琼斯(Ben Jones)和物理学副教授乔纳森·阿萨迪(Jonathan Asaadi)发起。该项目由美国能源部拨款资助，主要招募对物理感兴趣的本科生，他们是科学和技术领域代表性不足的少数群体成员，协助UTA的核研究项目。

NuRES小组由研究中微子特性的教师和学生组成，他们研究中微子在标准物理模型内外的作用。为了观察中微子的性质，该小组正在开发一种新的时间投影室，它可以包含钡标记系统。如果研究人员能够成功地识别出在无中微子双β衰变过程中出现的钡核，这将有助于他们探测到这种几乎无法探测到的粒子。

作为一名实习生，Samaniego帮助护士克服了通往成功钡标记和检测道路上的障碍。为了证明钡可以在实验中被检测到，该团队需要在实验室中建立一个可控的钡离子束。Samaniego通过开发和操作一套特制的真空测试系统，帮助确定离子源的最佳电子发射材料。利用他的工程技能，他设计并建造了钡束的支撑框架，这将成为离子探测系统的一部分。为了测量在操作过程中光束坩埚内的温度，他和一名同学测试了红外温度计和热电偶的准确性，比较了每组结果。

琼斯说:“自从哈维尔开始在我们实验室工作以来，他做出了非常重要的贡献，甚至解决了一些我不确定是否可以解决的重大问题。”“他一直是球队中无价的一员。”

萨马尼戈说，在实验室进行动手实验扩大了他在课堂上学到的经验。

他说:“听讲座很重要，但之后一定要有这样的实际操作。”“学生需要实验室经验来帮助我们将概念与实际问题联系起来。”

NuRES目前的项目包括在西班牙进行的用氙气TPC搜索无中微子双贝塔衰变的中微子实验、冰立方南极中微子天文台以及惰性气体和液体中粒子探测新技术的开发等。

对萨马尼戈、琼斯和其他许多人来说，物理定律有可能解开我们存在的秘密。

“对我来说，物理是主要的科学，”萨马尼戈说。“我们的日常生活，从大爆炸到飞机如何运行，都与物理学有关。关于我们的世界，物理学家们还有很多东西要去发现。”