什么是中微子 我们了解中微子的质量吗？

在宇宙中全部的己知粒子中，仅有光子美容的总数超出中微子，殊不知，虽然中微子总数诸多，但因为他们与化学物质的相互影响十分很弱，因而难以捕获并开展检验，每秒大概有一千万亿次鬼魂一样的中微子越过你的人体，但他们乃至都不容易与一个分子产生触碰。

中微子无所不在，但大家乃至不清楚他们的净重，这确实有点儿瘋狂。一直以来，科学家们一直尝试称重中微子的质量。历经18年的筹备、修建和校正，坐落于法国西南区域的卡尔斯鲁厄氚中微子（KATRIN）试验公布了第一批結果：中微子的质量不超过1.1电子伏特（eV），约为电子器件质量的15万分之一。

这一基本预测值仅来源于一个月的数据信息，但与以前应用相近技术性的精确测量結果对比，早已有所改进。先前的科学研究中，科学研究工作人员将中微子质量的限制设置为2ev。伴随着数据信息的累积，KATRIN的总体目标是明确具体的中微子质量，而不是仅得出一个限制。

为何要科学研究中微子质量？

质量是基础粒子最基础、最重要的特性之一。中微子是现阶段己知的唯一质量不明的粒子，精确测量其质量将有利于发觉跨越标准模型的新物理定律。在粒子物理中，标准模型是叙述宇宙中己知粒子和力中间怎样相互影响的基础理论，虽然到迄今为止，超强力、弱力和磁场力的试验結果都符合标准模型的预测分析，但该实体模型并不详细。测量中微子的质量还可以用于检测宇宙学家有关宇宙怎样演变的基础理论，依据最终获得的中微子质量結果，大家将会迈入宇宙学中十分振奋人心的时刻。

直至大概20年前，生物学家还觉得中微子是沒有质量的。1930年，生物学家在理论上预测分析了中微子的存有，并在1959年观察这类粒子。

2016年得到诺贝尔物理学奖的一项发觉更改了这类状况。科学家发觉，中微子能够从一种情况变化为另一种情况，在三种“味”中间震荡：电中微子、μ中微子和τ中微子。仅有当中微子也具备三种将会的质量本征态时，这种震荡才会产生；针对每一种味态，都可以由几类质量本征态混和产生，因而规定中微子质量非零。质量本征态在室内空间中以不一样的方法散播，因此当中微子从A点抵达B点时，这类混和的几率便会更改，进而使探测仪能够精确测量不一样的味态。

依据近期的中微子震荡数据信息（表明了质量本征态中间的差别，而不是他们的具体值），假如较轻的质量态为零，那么最大的质量态务必最少为0.0495eV。

即便如此，与别的粒子的质量对比，中微子的质量还是过轻了，以致于科学家都不确定中微子是如何获得这般小的质量的。标准模型中的别的粒子根据与希格斯场（一种填满全部室内空间并拖拽很多粒子的能量场）相互影响来得到质量。可是针对中微子而言，它的质量太小了，你需要一些附加的基础理论来表述它。

搞清楚中微子如何获得质量，也许能够处理别的有关的难题，例如为何宇宙中化学物质比反物质大。有关质量造成的*有一些互相竞争的基础理论，对三种质量本征态的不一样值开展了预测分析。虽然中微子震荡试验精确测量的是这种质量本征态中间的差别，但像KATRIN那样的试验却期待获得这三种情况的均值，融合这二种测量法能够表明每个质量本征态的值，进而适用中微子质量的一些基础理论。

宇宙的难题

中微子质量也具备宇宙限度的必要性。虽然中微子的质量很小，但在发生爆炸期内造成了这般多的中微子，他们的团体吸引力也会危害宇宙中全部化学物质集聚成行星和星球的方法。大概在发生爆炸后的一秒钟，中微子以几近超快速的速率四处肇事逃逸，他们的速率这般之快，以致于逃离了别的化学物质的吸引力，可是以后，他们刚开始很慢，这促使他们可以操纵分子、行星和星球。中微子刚开始降速的时间点在于他们的质量，偏重的中微子会迅速降速，并协助宇宙越来越“沉重”。

根据精确测量宇宙的相对密度，宇宙学家能够推测中微子的质量，但这类间接性方式创建在假定宇宙实体模型是恰当的基本上，因而，假如该方式得出的回答与立即精确测量的中微子质量不一样，将会就代表着宇宙学基础理论是不正确的。

到迄今为止，间接性的宇宙学方式比像KATRIN那样立即精确测量质量的试验更灵巧。近期来源于普朗克通讯卫星的宇宙观察数据信息说明，三个中微子质量本征态的总数不太可能超出0.12eV，另一项对宇宙观察的剖析发觉，较轻的中微子质量务必低于0.086eV。这种都落在KATRIN试验的限制下列，因而二种方式中间并沒有分歧，伴随着KATRIN试验搜集的数据信息愈来愈多，二种方式中间也将会出現差别。

接下去是啥？

科学家对KATRIN试验盼望已久，该试验应用氢的重放射性核素氚来精确测量中微子的质量。当氚亲身经历核衰变时，它的原子会传出一个电子器件和一个电中微子，根据精确测量动能较大的电子器件的动能，科学家就可以推测电子器件中微子的动能和质量。

假如KATRIN试验发觉的中微子质量大概是0.2或0.3eV，则宇宙学家将难以融洽她们的观察結果。一种将会的表述是，一些新的状况会造成 中微子质量的宇宙学危害伴随着時间的变化而变弱，比如，中微子将会核衰变为更加轻的不明粒子，其贴近超快速的速率使他们没法集聚成化学物质。或是，在宇宙的历史时间中，授予中微子质量的*早已更改了。

另一方面，假如中微子的质量贴近宇宙观测所预测分析的值，那麼KATRIN试验就沒有充足的敏感度来开展精确测量。KATRIN只有将中微子质量限制至0.2eV，假如中微子质量低于0.2eV，科学家就必须更灵巧的试验来明确其质量，并处理粒子物理和宇宙学的难题。现阶段，早已有三个敏感度将会高些的新项目——project 8、“钬的电子器件捕捉”（Electron Capture on Holmium）和HOLMES——早已再用定义认证仪器设备来读取数据。