不超過(guò)一點(diǎn)一電子伏特 中微子新質(zhì)量上限“出爐”

圖片來(lái)源：《科學(xué)》網(wǎng)站

來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

中微子是自然界中迄今已知最“輕盈”的基本粒子，但其質(zhì)量一直是個(gè)未解之謎。現(xiàn)在，德國(guó)科學(xué)家對(duì)中微子的質(zhì)量提出了新的限定值：不超過(guò)1.1電子伏特(eV)，還不到單個(gè)電子質(zhì)量的50萬(wàn)分之一。新結(jié)果是以前質(zhì)量限定值2eV的一半左右。

幾十年來(lái)，物理學(xué)家一直試圖測(cè)量中微子的質(zhì)量，然而，這種粒子“神出鬼沒”，幾乎不與普通物質(zhì)相互作用。

為了推斷其質(zhì)量，科學(xué)家研究放射性氚的“β衰變”——一個(gè)氚核衰變成一個(gè)電子和一個(gè)中微子。通過(guò)精確測(cè)量噴射出的電子的最大能量，可以推斷出未被觀測(cè)到的中微子的質(zhì)量。

據(jù)美國(guó)《科學(xué)》雜志網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，在新研究中，卡爾斯魯厄理工學(xué)院進(jìn)行卡爾斯魯厄氚中微子(KATRIN)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家將這種經(jīng)典方法發(fā)揮到了極致。他們使用一個(gè)23米長(zhǎng)的飛船狀光譜儀，以前所未有的精度測(cè)量氚核衰變發(fā)出的電子。

新上限值僅基于28天的數(shù)據(jù)。KATRIN團(tuán)隊(duì)希望最終收集1000天的數(shù)據(jù)，并將這個(gè)極限值再降低0.1—0.2電子伏特，或證明中微子的重量比這要重。

宇宙學(xué)測(cè)量已經(jīng)表明，中微子的質(zhì)量不能超過(guò)0.1eV，但這個(gè)估計(jì)是基于幾個(gè)假設(shè)。KATRIN團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，如果他們能更好、更直接地測(cè)量中微子質(zhì)量的極限，可能會(huì)使宇宙學(xué)模型更可靠。

總編輯圈點(diǎn)

科學(xué)界了解中微子算是極晚。僅已知它不帶電，能以接近光速穿透像地球直徑那么厚的物質(zhì)，但質(zhì)量未知——推算應(yīng)該極輕，卻又不知究竟輕到什么地步，只好給出一個(gè)“體重上限”。中微子神秘的原因，主要是因?yàn)樘y檢測(cè)了，100億個(gè)中微子中只有一個(gè)會(huì)與物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。然而，它始終是我們必須去解答的謎題——因?yàn)橹形⒆硬粌H在微觀世界的基本規(guī)律中起著重要作用，也與我們宇宙的起源、演化及如今正反物質(zhì)存在狀態(tài)，都有著非比尋常的聯(lián)系。