中微子质量与光子质量的关系,中微子和光子区别图片

首页 > 时尚 > 作者:YD1662022-11-20 00:59:54

在1930年,神秘的中微子首次被科学家提出,然后在1956年被探测到。从那以后,物理学家们了解到中微子有三种类型,而且它们数量众多,难以捉摸。但是只有特殊的设备才能探测到它们,因为它们很少与其他物质相互作用。它们有几个来源,其中一些自大爆炸以来一直在太空中穿梭,但地球附近的大多数中微子来自太阳。

中微子质量与光子质量的关系,中微子和光子区别图片(1)

此前,粒子物理学的标准模型预测中微子和光子一样没有质量。但物理学家发现,三种类型的中微子在移动时可以相互转化。根据物理学家的说法,它们只有在有质量的情况下才能做到这一点。于是物理界的难题之一来了:中微子的质量是多少呢?这个问题一直困扰着粒子物理学家。

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于是,KATRIN(卡尔斯鲁厄氚中微子实验,简称卡特琳)诞生了,卡特林中心拥有一个10米高分辨率光谱仪,这使它可以精确测量电子能量的数值范围。而这里的科学家为了找出中微子的质量而努力,只要知道中微子的质量就有希望能帮助科学家们回答宇宙学、天体物理学和粒子物理学中的基本问题。

中微子的质量

虽然到现在卡特琳的实验并没有帮助科学家准确定位中微子的质量,但是它把先前中微子的质量范围缩小了两倍!而且一组研究人员已经找到了部分答案:中微子的质量不能超过1.1电子伏特(eV),使得中微子质量上限减少了近1 eV,从2 eV降至1.1 eV,这是一个巨大的突破。根据之前的实验,中微子的最低质量限制为0.02 eV,这些研究人员已经为中微子的质量设定了一个新的范围。它表明中微子的质量不到电子的50万分之一,这是标准模型发展的重要一步。

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众所周知,中微子是出了名的难以探测,尽管它们数量众多,但就像它们的名字一样,它们是带中性电,这使得检测它们变得极其困难。在南极冰层深处有中微子观测站,在废弃的矿井深处也有。它们经常用重水吸引中微子相互作用。当中微子相互作用时,它产生的切伦科夫辐射是可以让科学家测量到它的状态。

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