中微子是自然界中迄今已知最“輕盈”的基本粒子,但其質量一直是個未解之謎。現(xiàn)在,德國科學家對中微子的質量提出了新的限定值:不超過1.1電子伏特(eV),還不到單個電子質量的50萬分之一。新結果是以前質量限定值2eV的一半左右。
幾十年來,物理學家一直試圖測量中微子的質量,然而,這種粒子“神出鬼沒”,幾乎不與普通物質相互作用。
為了推斷其質量,科學家研究放射性氚的“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量。
據美國《科學》雜志網站近日報道,在新研究中,卡爾斯魯厄理工學院進行卡爾斯魯厄氚中微子(KATRIN)實驗的科學家將這種經典方法發(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。
新上限值僅基于28天的數(shù)據。KATRIN團隊希望最終收集1000天的數(shù)據,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。
宇宙學測量已經表明,中微子的質量不能超過0.1eV,但這個估計是基于幾個假設。KATRIN團隊認為,如果他們能更好、更直接地測量中微子質量的極限,可能會使宇宙學模型更可靠。