本报讯 物理学家对自然界最轻的物质粒子的质量设定了一个新的极限。德国卡尔斯鲁厄理工学院进行卡尔斯鲁厄氚中微子(KATRIN)实验的研究人员称,中微子的质量不超过1.1电子伏特(eV),不到电子质量的50万分之一。9月13日,研究人员在日本富山举行的一次会议上报告说,新的结果是以前2 eV限制的一半。
几十年来,物理学家一直试图测量中微子的质量。然而,该粒子几乎不与普通物质相互作用。为了推断其质量,研究人员分析了放射性氚的“β衰变”——在这一过程中,原子核喷出一个电子和一个中微子。
通过精确测量喷射电子的最大能量,物理学家可以推断出未观测到的中微子的质量。KATRIN研究团队将这种经典的方法发挥到了极致——他们使用一个23米长的飞船状光谱仪,以前所未有的精度测量氚的电子。
不过,新的上限仅基于28天的数据。最终,研究人员希望收集1000天的数据,并将这个极限再降低,或者表明中微子的重量比这个还要重。宇宙学测量已经表明中微子的重量不能超过0.1 eV,但这个估计是基于几个假设。
因此,KATRIN的物理学家认为,他们更好、更直接测量中微子质量的极限,可能会使宇宙学模型更可靠。(唐一尘)
《中国科学报》 (2019-09-20 第2版 国际)