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最轻中微子质量首次限定

2019-08-27 10:05 科技日报刘霞

据美国趣味科学网站近日报道，英国科学家使用与整个宇宙结构有关的数据，限定了宇宙间最小、最难研究的组成部分之一——中微子家族中最轻成员的质量：不超过0.086电子伏特，约为单个电子质量的600万分之一。

中微子无处不在，但由于它们几乎不与普通物质发生反应，所以被称为“幽灵粒子”，很难被探测到。尽管经过50多年追寻，科学家仍对它们所知甚少，甚至不知道它们的质量。

但科学家们知道，中微子的行为会改变整个星系和其他巨大天体结构的行为。在即将发表于《物理评论快报》杂志上的一篇论文中，研究人员基于此，从对宇宙大尺度结构的精确测量中，反算出了最轻中微子的质量（有3种中微子质量）。

他们从重子振荡光谱巡天调查中获取了约110万个星系的运动数据，结合其他宇宙学信息和地球上中微子实验获得的结果，将所有这些信息输入一台超级计算机。论文合著者、伦敦大学学院天体物理学博士生安德烈·库丘说：“超级计算机耗时50多万小时来处理数据，这个项目突破了宇宙学大数据分析的极限。”

该研究并没有为最轻中微子的质量提供固定数值，但它缩小了范围：不超过0.086电子伏特，约为单个电子质量的600万分之一。

据以往实验所知，3种中微子中至少有两种有质量，且它们的质量之间存在着某种关系。最新研究还为3种中微子的混合质量设定了上限：0.26电子伏特。

研究指出，物理学家可能永远无法精确地确定这3种中微子的质量，但他们可以不断接近。随着地球上的实验和太空测量的改进，中微子的质量范围将不断缩小，从而更好地解释整个宇宙是如何组合在一起的。

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