最輕中微子質量首次限定

2019-08-27 19:41:19 來源: 科技日報-中國科技網 作者: 劉霞

科技日報記者   劉霞

    據美國趣味科學網站近日報道,英國科學家使用與整個宇宙結構有關的數據,限定了宇宙間最小、最難研究的組成部分之一——中微子家族中最輕成員的質量:不超過0.086電子伏特,約為單個電子質量的600萬分之一。

中微子無處不在,但由于它們幾乎不與普通物質發生反應,所以被稱為“幽靈粒子”,很難被探測到。盡管經過50多年追尋,科學家仍對它們所知甚少,甚至不知道它們的質量。

    但科學家們知道,中微子的行為會改變整個星系和其他巨大天體結構的行為。在即將發表于《物理評論快報》雜志上的一篇論文中,研究人員基于此,從對宇宙大尺度結構的精確測量中,反算出了最輕中微子的質量(有3種中微子質量)。

他們從重子振蕩光譜巡天調查中獲取了約110萬個星系的運動數據,結合其他宇宙學信息和地球上中微子實驗獲得的結果,將所有這些信息輸入一臺超級計算機。論文合著者、倫敦大學學院天體物理學博士生安德烈·庫丘說:“超級計算機耗時50多萬小時來處理數據,這個項目突破了宇宙學大數據分析的極限。”

該研究并沒有為最輕中微子的質量提供固定數值,但它縮小了范圍:不超過0.086電子伏特,約為單個電子質量的600萬分之一。

據以往實驗所知,3種中微子中至少有兩種有質量,且它們的質量之間存在著某種關系。最新研究還為3種中微子的混合質量設定了上限:0.26電子伏特。

研究指出,物理學家可能永遠無法精確地確定這3種中微子的質量,但他們可以不斷接近。隨著地球上的實驗和太空測量的改進,中微子的質量范圍將不斷縮小,從而更好地解釋整個宇宙是如何組合在一起的。

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責任編輯: 房琳琳
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