中微子對星系在太空中的分布方式有影響,如圖中斯隆數(shù)字巡天望遠鏡繪制的圖像所示。圖片來源:Daniel Eisenstein
本報訊 研究人員結(jié)合來自宇宙調(diào)查和粒子物理實驗的數(shù)據(jù)確定了一個極限。通過將兩種類型的數(shù)據(jù)結(jié)合起來分析,物理學家首次估算出了最輕的基本粒子中微子的質(zhì)量。
除了那些被認為是完全無質(zhì)量的粒子如光子外,中微子是已知基本粒子中質(zhì)量最小的。物理學家知道,中微子有3種可能的質(zhì)量,但直接測量它們一直是一個挑戰(zhàn)。觀測宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的研究(包括星系在空間中的分布和宇宙大爆發(fā)遺留下來的輻射)提供了關(guān)于3種中微子大小組合質(zhì)量的間接信息。同時,地球上的粒子物理實驗也提供了3種中微子質(zhì)量的部分信息。
現(xiàn)在,英國倫敦大學學院的Arthur Loureiro和合作者通過一臺超級計算機運行了這兩類研究的數(shù)據(jù),將兩類數(shù)據(jù)第一次結(jié)合在一起進行分析。研究結(jié)果表明,這3個中微子中最輕的中微子的質(zhì)量最多為0.086電子伏,這意味著一個電子至少比它重600萬倍。
在近日發(fā)表于《物理評論快報》的研究中,作者說,隨著宇宙學和粒子物理學數(shù)據(jù)精度的提高,這項技術(shù)將為研究中微子質(zhì)量提供越來越精確的界限。(馮維維)
相關(guān)論文信息:
https://doi:10.1103/PhysRevLett.123.081301
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