近日,德国卡尔斯鲁厄理工学院主导的一项国际实验取得重要进展,为探索基本粒子中的微子质量设定了新的精确上限。
科学家们已经发现,中微子可以以三种形态存在,并且它们之间能够相互转换。这种特性不仅证明了中微子具有质量,还与标准模型最初的假设相悖,成为现代物理学的重要研究方向之一。
在此次实验中,科研团队采用了一种创新的方法:通过分析氚的β衰变过程来获取中微子的质量信息。具体来说,当一个氚核转变为氦核时,会释放出一个电子和一个电子反中微子。通过精确测量这一过程中电子的能量分布,科学家得以推断出中微子的质量。
这项研究得到了全球科学界的高度关注。从2019年到2021年间,实验团队共进行了五次测量活动,累计收集了超过3600万个电子能量数据点,相当于之前所有数据的六倍之多。基于这些海量数据,他们成功将有效电子中微子质量的上限设定为小于0.45eV,置信度达到90%,这一结果目前是全球最严格的实验室测量值。
实验项目计划在2025年完成总计1000天的数据采集工作。届时,通过对完整数据集的深入分析,研究人员有望以90%的置信水平得出更精确的有效电子中微子质量估计值,预计这一数值将接近理论预测的0.3eV。
这项研究不仅深化了人类对宇宙中最基本粒子的理解,也为探索超出标准模型的新物理现象提供了重要线索。未来,随着更多数据的积累和分析方法的改进,我们有望进一步揭开中微子这一神秘粒子的面纱。
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