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微中子質量

中微子,自然界中迄今已知最「輕盈」的基本粒子,其質量是一個未解之謎。根據最新的研究,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),這個質量還不到單個電子質量的50萬分之一。這一新結果是將以前的質量限定值大約減半。

為了測量中微子的質量,科學家們利用了多種方法。其中一種經典方法是通過研究放射性氚的「β衰變」,在這個過程中,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,科學家可以推斷出未被觀測到的中微子的質量。這種方法在卡爾斯魯厄理工學院進行的卡爾斯魯厄氚中微子(KATRIN)實驗中得到了套用,該實驗使用了一個23米長的飛船狀光譜儀來以前所未有的精度測量氚核衰變發出的電子。

另一種方法是基於宇宙學測量,它表明中微子的質量不能超過0.1eV,但這個估計是基於幾個假設。如果能夠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。

此外,還有基於宇宙大爆炸產生的大量中微子和星系密度漲落的測量方法,以及通過精密觀測星系大尺度結構來測量中微子質量的方法。這些方法可以提供中微子總質量上限以及不同中微子之間的某些質量區別。

總的來說,儘管中微子的質量非常小,但通過上述方法,科學家們正在不斷縮小其質量的上限值,從而逐步揭示這些神秘粒子的性質。