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科学家发现中微子的质量上限 竟然比之前的估计值轻了一半!

2019-11-29 15:15:25 来源:前瞻网 阅读量:4.27万

科学家发现中微子的质量上限 竟然比之前的估计值轻了一半!

日前,一个国际研究小组使用了一种新的光谱仪来寻找和设定了中微子质量的上限。在发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上的论文中,该小组描述了他们提出这个新上限的依据,以及他们认为发现这个上限很重要的原因。

中微子是一种非常神秘的粒子,虽然科学家们已经找到了它们存在的证据,但他们仍然在努力了解中微子的各种特质。因为中微子在宇宙中的数量非常丰富,所以他们想要知道更多关于这种粒子的信息,科学家们相信,在宇宙里中微子的数量是原子的10亿倍。许多科学家还相信,中微子是了解早期宇宙、也许还是了解最微观物理学的关键。

科学家们特别想确定的一个中微子特性就是它的质量,在最近之前,人们还认为这些微小的粒子根本没有质量。但最近的研究发现并非如此。科学家们的下一步研究是确定中微子的质量。迄今为止,科学家们已经采取了三种方法来寻找这个问题的答案:第一种是研究宇宙微波背景;第二种方法涉及到进行研究,例如研究无中微子双贝塔衰变(这是一种极其罕见的事件);第三种方法是使用不依赖于理论模型的方法尝试直接测量中微子的质量。在这项新的研究中,研究人员采用了第三种方法。

研究人员在德国卡尔斯鲁厄理工学院的校园里进行他们的研究,这些研究是卡尔斯鲁厄氚中微子实验(KATRIN, Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment)的一部分。现场使用的核心设备是一个200吨重的电子能谱仪,研究人员就是用它来研究氚的衰变(氚是一种具有放射性的氢)。当氚衰变时,氚会同时释放出一个电子和一个中微子。通过使用光谱仪测量释放出的电子的能量,他们能够以前所未有的精度计算出中微子质量的估计值。他们发现中微子的上限是1.1电子伏特,这大约是之前确定的上限的一半,中微子也非常地小,它大约比电子小50万倍。

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