被稱為幽靈粒子的「微中子」是所有基本粒子中最神祕一員，它們來無影去無蹤，就算每秒有數十億個微中子穿越周遭，我們也探測不到，也因此測量微中子質量相當困難。現在，一個國際研究團隊繼 2019 年的實驗後，再度更新了微中子質量上限為 0.8eV。
微中子是宇宙中最豐富的亞原子粒子之一，它們類似電子但沒有電荷，且幾乎沒有質量（一度被認為輕到無法測量），這代表它們很少與正常物質相互作用，物質也阻礙不了微中子行進，一個微中子穿越長 100 光年的鋼鐵都不會減速。事實上，現在就有數十億個微中子通過你的身體，只是你不會有任何感覺。
既然對日常無甚影響，為什麼我們還要尋找微中子呢？倫敦帝國理工學院天文學家 Yoshi Uchida 說，如果一顆超新星爆炸，它們會在開始坍縮成黑洞之前射出微中子，若我們可以順利探測這些穿越宇宙撞到地球的微中子，就能充當早期預警系統，提醒天文學家注意哪裡可能發生令人眼花繚亂的宇宙大事件。
過去，日本超級神岡微中子探測實驗（Super-Kamioka Neutrino Detection Experiment）的檢測方法屬於捕捉微中子經過的間接影響，而非檢測中微子本身，因此想精確測量質量接近零的微中子是一項特別艱鉅的挑戰。
如果我們能更加鎖定微中子質量範圍，便能更了解更多宇宙訊息。
德國 KATRIN 實驗於是利用氚（Tritium，超重氫）衰變為氦、1 個電子和 1 個反電微中子的 β 衰變過程來探測微中子質量。
該團隊於 2019 年測得微中子質量上限為 1.1 eV/c 2（另一團隊則測得「最輕微中子」的質量上限僅 0.086 eV），現在儀器靈敏度提升，將微中子質量上限調降至 0.8 eV/c 2，合理懷疑微中子質量的基本尺度就在這附近。
KATRIN 實驗對微中子質量的測量會持續到 2024 年底。研究團隊正在不斷開發改進以降低背景噪音，希望逐步揭開粒子物理性質仍然未知的神祕微中子面貌。
新論文發表在《自然物理學》（Nature Physics）期刊。
（首圖來源：麻省理工學院）
留言 0