中微子质量存在概率99.99%
据日本《读卖新闻》报道,由日本高能加速研究机构研究人员组成的研究小组宣布,该小组在中微子有无质量的实验中证实,中微子有质量存在的概率为99.99%。
中微子是一种非常小的基本粒子,广泛存在于宇宙中,共有电子中微子、μ中微子和τ中微子3种形态,其中只有前两者能被观测到。中微子可以自由穿过地球,不与任何物质发生作用,因而难以捕捉探测,被称为宇宙间的“隐身人”。
中微子研究是当前物理研究的一大热点,美国科学家雷蒙德•戴维斯和日本科学家小柴昌俊,因其在探测宇宙中微子方面取得的成就,荣获2002年诺贝尔物理学奖。
此次研究人员利用位于日本茨城县的质子加速器发射中微子,在距茨城县250公里的岐阜县神冈町的地下设施内进行测量。根据理论值,研究人员最终应捕获到150个中微子,而实际捕获中微子的数量只有108个。他们认为,未能捕获的中微子由于在穿过大气和地球时发生了振荡现象,即从一种形态转换为另一种形态,变为检测不到的τ中微子。根据量子物理的法则,粒子之间的相互转化只有在其具有静止质量的情况下才可能发生。因此,这说明中微子具有静止质量。实验数据显示,中微子有质量存在的概率为99.99%。目前,日本研究人员在巴黎举行的一个国际会议上公布了他们的这一研究成果。
该研究负责人之一户冢洋治说:“这是人类第一次用精确实验对中微子有质量存在加以证实。现在可以毫无疑问地说中微子具有质量。”
长期以来,物理学界一直认为中微子的静止质量为0,1998年,美日两国科学家首次发现中微子具有静止质量,但那次实验只给出了两种中微子的质量差。