中微子是一种丰富的亚原子粒子天体物理学书籍推荐,在宇宙的构成中起着至关重要的作用。它最初被觉得是没有质量的天体物理学书籍推荐,按照最新的理论,这种几乎难以测量到的粒子应当有重量。
具体的检测结果还有待通过实验来确定。一个国际科学家团队想出了一个新方法来解开这个小小的疑团。
了解中微子的质量对科学来说将是一个巨大的时刻,尤其是有助于弄清楚初期宇宙是怎么开始的,但这种粒子拒绝与我们目前的仪器和侦测器合作。
正如一项新研究提出的那样,答案可能在于追踪β衰变,非常是在一种名为“氚”的罕见放射性氢中。可以观察到这些自然的放射性衰变过程,并有可能阐明所涉及中微子的重量。
来自太平洋西南国家实验室的化学学家布伦特·范法文德(Brent)说:“原则上,随着技术的发展和规模的扩大,我们有可能步入确定中微子质量所需的范围。”
氚衰变时,会形成三种亚原子粒子:氦离子、电子和中微子。通过了解总质量和其他粒子的质量,科学家们希望缺位的质量将是中微子的质量。
这些方式依赖于所谓的“回旋幅射发射波谱”(CRES),它可以捕获逃逸电子顺着磁场运动时形成的微波幅射,进而推测出伴随中微子的效应。
“中微子十分轻,”耶鲁学院的数学学家塔利亚·韦斯(TaliaWeiss)说。“它比电子轻50多万倍。所以,当中微子和电子同时形成时,中微子的质量对电子的运动只有很小的影响。”
“我们希望见到这些小影响。所以,我们须要一种超级精确的方式来检测电子的运动速率。”
CRES之前曾在类似的实验中使用过,但最新的研究是第一次剖析氚衰变并确定中微子质量的上限。更重要的是,CRES比其他任何这类技术都有扩充和发展的潜力——尽管仍有重大的技术障碍须要克服。
正如研究人员强调的那样,中微子质量在包括核化学和粒子化学、天体化学学和宇宙学在内的各个尺度的化学学中都是至关重要的。甚至有可能,当我们真的给这个粒子称重时,我们将有一个全新的数学学分支须要应对。
这项研究发表在《物理评论快报》上。
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