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中微子新质量上限“出炉”:不超过一点一电子伏特

2019-10-25 11:13:23
现在,德国科学家对中微子的质量提出了新的限定值:不超过1.1电子伏特,还不到单个电子质量的50万分之一。为了推断其质量,科学家研究放射性氚的“β衰变”——一个氚核衰变成一个电子和一个中微子。宇宙学测量

资料来源:《科学技术日报》

中微子是自然界中已知的最“轻盈”的基本粒子,但它的质量一直是一个未解之谜。现在,德国科学家提出了中微子质量的新极限:不超过1.1电子伏特,不到单个电子质量的50万倍。新的结果大约是先前2ev质量极限的一半。

几十年来,物理学家一直试图测量中微子的质量。然而,这种粒子是“难以捉摸的”,很难与普通物质相互作用。

为了推断其质量,科学家研究了放射性氚的“β衰变”,其中氚核衰变为电子和中微子。通过精确测量喷射电子的最大能量,可以推断出未观测到的中微子的质量。

根据美国杂志《科学》网站最近的一份报告,在这项新的研究中,卡尔斯鲁厄理工学院进行卡尔斯鲁厄氚中微子(katrin)实验的科学家已经将这一经典方法发挥到了极致。他们使用了一个23米长的航天器光谱仪,以前所未有的精度测量氚核衰变释放的电子。

新的上限仅基于28天的数据。Katrin的团队希望最终收集1000天的数据,并将这个极限再降低0.1-0.2电子伏,或者证明中微子的重量超过这个极限。

宇宙学测量表明中微子的质量不能超过0.1ev,但是这个估计是基于几个假设。卡特琳的团队认为,如果他们能够更好、更直接地测量中微子质量的极限,他们可能会使宇宙学模型更加可靠。