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中微子的质量小于 0.8 eV

被授权称重中微子的 KATRIN 实验宣布了对其质量上限的更精确估计——中微子的重量最多为 0.8 eV,即中微子的重量小于 0.8 eV(1 eV = 1.782 x 10-36 kg)。

中微子 (字面意思是小的中性粒子)是宇宙中最丰富的基本粒子 宇宙. 它们几乎无处不在,在银河系,在太阳中,在我们周围的所有空间中。 每秒有数以万亿计的中微子穿过我们的身体,而不会与任何其他粒子相互作用。  

他们最初成立 10-4 seconds after the big bang about 13.8 billion years ago and played an important role in the evolution of 宇宙. They are continuously formed in huge amount in nuclear fusion reactions in the stars including in the sun, in the nuclear reactors on the earth and in radioactive decays. They are also important in the supernova process in a star’s life cycle and provide early signals of supernova explosions. At subatomic level, 中微子 提供研究核子结构的工具。 中微子 也可以帮助解释物质-反物质的不对称性。  

尽管有所有这些重要性,但仍有很多未知之处 中微子. We do not know how they interact with other particles. Similarly, since the discovery of neutrino oscillations, it is known that neutrinos have non-zero mass. We know that neutrinos have very small mass and are the lightest of all elementary particles but their exact mass still remains undetermined. For a better understanding of the 宇宙, it is crucial that the mass of neutrinos is measured accurately.  

卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) 的卡尔斯鲁厄氚中微子实验 (KATRIN) 是六个国家的合作项目,致力于测量具有亚 eV 精度的中微子质量。  

2019 年,KATRIN 实验宣布中微子的重量最多为 1.1 eV,这比之前的上限测量值 2 eV 提高了两倍  

1 eV 或电子伏特是当电子的电势增加一伏特时电子获得的能量,等于 1.602 × 10 - 19 焦耳。 在亚原子水平上,按照 E=mc 的质能对称性,用能量表示质量是很方便的2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 公斤。  

14 年 2022 月 0.8 日,KATRIN 合作组织宣布以前所未有的精度测量中微子的质量,揭示中微子的重量小于 1 eV,从而打破了中微子物理学中 XNUMX eV 的障碍。  

研究小组的目标是在 2024 年底之前继续对中微子质量进行进一步测量。从 2025 年开始,在新的 TRISTAN 探测器系统的帮助下,KATRIN 实验将着手寻找无菌中微子。 由于质量在 KeV 范围内,无菌中微子将成为神秘暗物质的候选者。  

*** 

来源:  

  1. 卡尔斯鲁厄氚中微子实验 (KATRIN)。 可在 https://www.katrin.kit.edu/  
  1. 卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT)。 新闻稿 012/2022 – 中微子的重量小于 0.8 电子伏特。 14 年 2022 月 XNUMX 日发布。可在 https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php 
  1. 卡特琳合作。 具有亚电子伏特灵敏度的直接中微子质量测量。 纳特。 物理。 18, 160–166 (2022)。 发表时间:14 年 2022 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1 
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