中微子是自然界中迄今已知最“輕盈”的基本粒子,但其質(zhì)量一直是個未解之謎?,F(xiàn)如今,德國科學(xué)家對中微子的質(zhì)量提出了新的限定值:不超過1.1電子伏特(eV),還不到單個電子質(zhì)量的50萬分之一。新結(jié)果是以前質(zhì)量限定值2eV的一半左右。
幾十年來,物理學(xué)家一直試圖測量中微子的質(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”——一個氚核衰變成一個電子和一個中微子。通過精確測量噴射出的電子的最大能量,可以推斷出未被觀測到的中微子的質(zhì)量。
據(jù)美國《科學(xué)》雜志網(wǎng)站近日報道,在新的研究中,卡爾斯魯厄理工學(xué)院進(jìn)行卡爾斯魯厄氚中微子(KATRIN)實驗的科學(xué)家將這種經(jīng)典方法發(fā)揮到了極致。他們使用一個23米長的飛船狀光譜儀,以前所未有的精度測量氚核衰變發(fā)出的電子。
據(jù)了解,新上限值僅基于28天的數(shù)據(jù)。KATRIN團(tuán)隊希望最終收集1000天的數(shù)據(jù),并將這個極限值再降低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)測量已經(jīng)表明,中微子的質(zhì)量不能超過0.1eV,但這個估計是基于幾個假設(shè)。KATRIN團(tuán)隊認(rèn)為,如果他們能更好、更直接地測量中微子質(zhì)量的極限,可能會使宇宙學(xué)模型更可靠。
關(guān)于中微子:
中微子又譯作微中子,是輕子的一種,是組成自然界的最基本的粒子之一,常用符號ν表示。中微子不帶電,自旋為1/2,質(zhì)量非常輕(有的小于電子的百萬分之一),以接近光速運動。
中微子個頭小,不帶電,可自由穿過地球,與其他物質(zhì)的相互作用十分微弱,號稱宇宙間的"隱身人"。科學(xué)界從預(yù)言它的存在到發(fā)現(xiàn)它,用了20多年的時間。
2013年11月23日,科學(xué)家首次捕捉高能中微子,被稱為宇宙"隱身人"。他們利用埋在南極冰下的粒子探測器,首次捕捉到源自太陽系外的高能中微子。