0.45电子伏特,中微子最新“体重”上限即将到来!

研发家 | 2025-04-14 26

微子在德国卡斯鲁厄铱中(KATRIN)测试对中微子这个“幽灵粒子”进行了“称重”,并重新设定了质量上限-0.45电子伏特(eV),不到电子质量的百万分之一。而且电子是已知的第二轻颗粒,511000 eV。4月10日,《科学》发表了相关研究。

到目前为止,中微子是唯一质量未知的基本粒子。Susanne是德国马克斯·普朗克核物理研究所的科学家 Mertens表示,相关测量可以提供关键线索来澄清粒子最初是如何获得质量的,也有助于揭示来自大爆炸的中微子是如何影响星系形成的。

KATRIN实验是颗粒科学家为中微子量身定做的最敏感的“体重秤”,于2018年6月正式投入使用。

KATRIN测试通过观察钛的放射性研究中的微子。钛是氢的放射性同位素,其原子核中有两个中子和一个质子。当钛衰变时,它会发射一个电子和一个反中微子,这是中微子的反粒子。科学家们认为它们的质量是一样的。

反中微子可以不受阻碍地穿过物质,因此它们会丢失。然而,KATRIN实验研究了剩余电子在真空密封探测器中的能量范围,该探测器长23米,形状像一艘飞艇。

Loredanana是德国海德堡大学的科学家 Gastaldo表示,这个概念很容易在纸上谈论,但实际操作并不容易。研究团队必须解决许多技术问题,并“驯服”设备。

上次KATRIN试验发布的微子质量上限为2022年,为0.8 eV。这一次,KATRIN试验合作伙伴Mertens和同事们在研究了259天的数据后,将这一上限估值减半。

据报道,KATRIN测试将在今年晚些时候完成下一次数据采集。一旦研究人员完成对1000天观测值的分析,估计中微子质量上限的估值可以降低到0.3 eV甚至0.2 eV。

卡尔斯鲁厄理工学院的科学家Alexeyeyey Lokhov表示,如果中微子的质量接近1 eV,然后KATRIN和其他实验可能已经获得了实际价值。如果不是,则需要更敏感的实验设备,例如未来升级的KATRIN 进行更精确的测量。

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