一种新的技术最终可以测量难以捉摸的中微子

知新了了 2023-09-14 12:24:54

中微子是一种丰富的亚原子粒子,在宇宙的构成中起着至关重要的作用。它最初被认为是没有质量的,根据最新的理论,这些几乎无法检测到的粒子应该有重量。

具体的测量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谜团。

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早期宇宙是如何开始的,但这些粒子拒绝与我们目前的仪器和探测器合作。

正如一项新研究提出的那样,答案可能在于追踪β衰变,特别是在一种名为“氚”的罕见放射性氢中。可以观察到这种自然的放射性衰变过程,并有可能揭示所涉及中微子的重量。

来自太平洋西北国家实验室的物理学家布伦特·范德文德(Brent VanDevender)说:“原则上,随着技术的发展和规模的扩大,我们有可能进入确定中微子质量所需的范围。”

氚衰变时,会产生三种亚原子粒子:氦离子、电子和中微子。通过了解总质量和其他粒子的质量,科学家们希望缺失的质量将是中微子的质量。

这种方法依赖于所谓的“回旋辐射发射光谱”(CRES),它可以捕获逃逸电子沿着磁场运动时产生的微波辐射,从而推断出伴随中微子的效应。

“中微子非常轻,”耶鲁大学的物理学家塔利亚·韦斯(Talia Weiss)说。“它比电子轻50多万倍。所以,当中微子和电子同时产生时,中微子的质量对电子的运动只有很小的影响。”

“我们希望看到这种小影响。所以,我们需要一种超级精确的方法来测量电子的运动速度。”

CRES 之前曾在类似的实验中使用过,但最新的研究是第一次分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展和发展的潜力 —— 尽管仍有重大的技术障碍需要克服。

正如研究人员指出的那样,中微子质量在包括核物理和粒子物理、天体物理学和宇宙学在内的各个尺度的物理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物理学分支需要应对。

这项研究发表在《物理评论快报》上。

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5 阅读:866
评论列表
  • 2023-10-17 20:54

    如果用天文观测证明相对论,距离远争议大,又没有实用性。如果用北京时区证明相对论,距离近争议小,又有实用性。验证相对论其实很简单。相对论是研究时空观的,可以用相对论设计北京时区,看看效果如何。北京时区有十几亿人,包括很多飞行员和宇航员,可以验证时间膨胀。但是,因为时间膨胀和对钟矛盾,相对论很快就会原形毕露。主流倒了,科学革命已经开始

  • 2024-02-16 21:32

    你这个人,一看就知道是我的人(˘❥˘)

  • 2023-10-22 11:43

    连中微子的门都没找到就在这瞎扯!

知新了了

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