據(jù)英國倫敦大學(xué)學(xué)院網(wǎng)站22日報道,該校宇宙學(xué)家通過對宇宙星系3D圖像的觀察分析,測定出中微子的質(zhì)量不超過0.28電子伏特。報道稱,這是截至目前最精確的中微子質(zhì)量測量值。該方法的運(yùn)用使人類向最終準(zhǔn)確測定中微子質(zhì)量又邁進(jìn)了一步。相關(guān)研究論文將發(fā)表在即將出版的《物理評論快報》上。
中微子,又被稱為原子中的“鬼粒子”、宇宙間的“隱身人”。它們極小極輕,很難捕捉,雖然已證明其具有質(zhì)量,但要對其質(zhì)量進(jìn)行測定卻十分困難。
報道稱,倫敦大學(xué)學(xué)院的宇宙學(xué)家采用了新的方法,即通過對宇宙星系的顏色測量估算出星系間的距離,然后結(jié)合巨型3D星系地圖和大爆炸后的溫度波動信息(即宇宙微波背景輻射),計算出中微子質(zhì)量的一個最小上限:不超過0.28電子伏特,該數(shù)值還不到一個氫原子質(zhì)量的十億分之一。
該研究基于以下原理:宇宙中的物質(zhì)會自然而然地形成“團(tuán)”和星系群,而大量的中微子會對這些宇宙物質(zhì)產(chǎn)生巨大的累積影響。中微子極輕,它們在宇宙中以極高的速度穿梭,這種運(yùn)動會對宇宙中的物質(zhì)“團(tuán)”產(chǎn)生“趨于平滑”的作用。通過對宇宙中星系分布情況的分析(比如星系趨于平滑的程度),科學(xué)家就能計算出中微子質(zhì)量的上限。而這種算法的核心則依賴于有史以來最大的星系3D圖像??Mega-Z,它涵蓋了斯隆數(shù)字巡天計劃所記錄的超過70萬個星系,使得最大程度地測量已知宇宙成為可能。
該論文的作者、英國倫敦大學(xué)學(xué)院的肖恩?托馬斯博士指出,雖然中微子不足宇宙中物質(zhì)的1%,但它們卻是宇宙模型的重要組成部分,其對宇宙的影響是令人驚異的。英國倫敦大學(xué)學(xué)院天體物理學(xué)學(xué)會負(fù)責(zé)人奧佛爾?拉烏教授則指出,在關(guān)于神秘的暗物質(zhì)的所有假想中,中微子是迄今為止唯一能夠證明暗物質(zhì)實際存在的例子,而通過對星系大尺度分布狀況的分析來測量中微子的質(zhì)量,則是一個非凡的成就。
托馬斯博士表示,通過更大規(guī)模的宇宙調(diào)查分析,比如正在進(jìn)行的國際暗能量調(diào)查行動,將會得到關(guān)于中微子質(zhì)量的更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),其上限值也許僅有0.1電子伏特。
即使泡利料到自己1930年提出的中微子假說會讓諸多從事其研究的科學(xué)家榮獲諾獎,他也無法想像有關(guān)中微子質(zhì)量的探討日后對于從最微觀的粒子物理到最宏觀的天體物理,竟有如此廣泛而深遠(yuǎn)的影響。近年來,不斷有人根據(jù)中微子振蕩理論或通過天文學(xué)方法來測算中微子質(zhì)量,它已經(jīng)是當(dāng)前國際物理實驗領(lǐng)域熱點中的熱點。由于中微子靜止質(zhì)量不為零日益成為主流觀點,傳統(tǒng)的粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型恐將不得不做出重大修正。
欄目導(dǎo)航
內(nèi)容推薦
更多>2020-03-20
2019-06-05
2019-03-05
2018-10-10