推动了整个原子核的1,555个中微子

有时，中微子撞击的不是原子内部的某一个粒子，而是整个原子核，原子核作为一个整体反冲。这种“相干弹性中微子-原子核散射”早在1974年就被预言。由于整个原子核都参与其中，碰撞的概率被放大，因此仅重几千克的探测器就能看到它。

它最早由 COHERENT 合作组利用来自一个中子源的中微子探测到。大型暗物质探测器也报告了由来自太阳的中微子引发这种散射的证据。核反应堆是另一种来源：它们产生能量较低的反中微子，最高约1000万电子伏。在反应堆上的首次探测正是由 CONUS+ 自己完成的，显著性为3.7σ。

微弱如耳语的能量

问题在于这一“踢动”有多小。来自反应堆的反中微子最多只能让锗原子核以几千电子伏的能量反冲。其中只有**15%到20%**的能量会转化为探测器能读出的电信号。所有事例都堆积在探测器能记录的最低能量稍上方——恰恰是最难刻度的地方。

紧挨堆芯的探测器

CONUS+ 位于瑞士的莱布施塔特核电站，距离一座热功率为3.6吉瓦的反应堆堆芯20.7米。它自2023年11月起运行。在第二轮测量中，两块更大的超纯锗晶体与一台原有探测器一起工作：总活性质量为5.6千克。一个由铅和含硼塑料构成的紧凑屏蔽体、一个用于否决宇宙线μ子的探测器，以及持续通入的无氡空气，把本底降低了约10,000倍。

数据采集时间为2025年2月到2026年7月：反应堆运行期间1,296千克·天，停堆期间86千克·天。

盲分析计数

为避免自欺，物理学家们在建立分析方法期间一直把低能数据隐藏起来，然后逐台揭开各个探测器的数据。结果：1,555 ± 152个事例。信号是其不确定度的10.2倍。粒子物理标准模型的预测为1,701 ± 198——两者在0.6个标准差之内一致，测量值与预测值之比为0.91 ± 0.14。

一项有用的检验：在反应堆停堆期间，拟合得到22 ± 29个事例，与零一致。如果信号并非来自反应堆，这里应得到约103个。

反应堆运行时三台探测器中的计数：中微子信号（橙色）叠加在本底之上，恰好位于阈值上方。——图1，CONUS 合作组（2026），arXiv:2610.37318。

迄今最大的收获

据作者称，这是迄今探测到的此类碰撞的最大样本，也是在反应堆能量下最精确的测量，其精度可与 COHERENT 最近在锗上得到的结果相媲美。计数的不确定度现在为9.8%，几乎只有第一轮测量时的三分之一。

它与其他在反应堆旁进行的锗实验所给出的上限一致。相比之下，Dresden-II 实验报告的信号所对应的事例率，明显高于包括本实验在内的其他反应堆锗实验所观测到的事例率。

碰撞强度与靶原子核中子数的关系：CONUS+（黑色菱形，锗）落在反应堆曲线（红色）上。——图3，CONUS 合作组（2026），arXiv:2610.37318。

称量弱力

在标准模型中，碰撞率随原子核“弱荷”的平方而增长：

Q_W = N − (1 − 4 sin²θ_W) Z

其中 N 和 Z 分别是它的中子数和质子数，θ_W 是弱混合角，即弱核力的一个参数。根据计数结果，团队得到 sin²θ_W = 0.225 ± 0.022，与预期值0.2387一致。在这类测量中，它是在最低动量转移下对这种力的探测。

仍在计数

这项测量目前主要仍受事例数的限制。再多一年的数据将把统计不确定度降到约5%。在阈值处更好的刻度，以及对锗如何转换反冲能量的新测量，应该会缩小预测的不确定度。作者认为，反应堆中微子研究正在从首次探测走向精密测量。