http://whb.news365.com.cn/ewenhui/whb/html/2013-08/23/content_8.htm
本報訊 (記者許琦敏)“宇宙小精靈”中微子的探秘又有斬獲:由中、美、俄、捷等國的科學家組成的大亞灣中微子實驗國際合作組測得了第三種中微子質量平方差。這為人類解開宇宙演化之謎提供了新的數(shù)據(jù)。昨天,在北京中國科學院高能物理研究所舉辦的“第十五屆國際中微子工廠研討會”上,首次公布了這一結果。
不帶電,質量不到電子的百萬分之一,以接近光速運動——中微子是物質世界最基本的粒子之一,可它好似調皮的小精靈,很難被捉住。即使穿越地球直徑那么厚的物質,在100億個中微子中,只會有1個與物質發(fā)生極其微弱的反應。
但中微子在宇宙的演變中卻極其重要:因為正反中微子可能存在不對稱性,這就可能導致整個宇宙中的物質不對稱,也造成了今天的宇宙中正物質遠多于反物質;它們會影響原子核的形成,在核反應中扮演重要角色;人們已知有三種中微子,它們質量不同,只有知道了誰輕誰重,才能準確理解宇宙的形成與演化……
大亞灣實驗就是利用核電站產生的大量中微子,來解讀這群“宇宙小精靈”身上的秘密。
根據(jù)以往研究,科學家已經知道,三種中微子會在飛行過程中發(fā)生轉換,即從一種中微子變成另一種中微子,再變回來,這就是中微子振蕩。
既然有三種中微子,兩兩轉換應該存在三種振蕩模式。1998年,日本和美國科學家證實了存在太陽中微子、大氣中微子兩種振蕩模式,也測得了它們的振蕩頻率。2012年3月,只啟用了部分實驗裝置的大亞灣實驗,發(fā)現(xiàn)了中微子的第三種振蕩模式,在全球物理學界引起了轟動。這一發(fā)現(xiàn)被美國《科學》雜志評為“2012年度十大科學突破”。
大亞灣中微子實驗中方發(fā)言人、中科院高能物理研究所研究員曹俊告訴記者,從理論上說,中微子可以在兩個不同“身份”之間轉換,而這兩種“身份”的質量是不一樣的,它們的質量平方差卻是一個固定值,這個值與中微子震蕩的頻率密切相關,是中微子特性的一個重要標記。
繼去年發(fā)現(xiàn)中微子的第三種振蕩之后,大亞灣項目的科學家一邊安裝設備,一邊馬不停蹄地進行了大量的能量刻度研究。通過分析中微子振蕩與能量的關系,得到了質量平方差為(2.59±0.2)10-3eV(電子伏特)2這個數(shù)值。
從理論上說,知道了三個質量平方差,就可以通過計算得知中微子的質量順序,科學家是否已解開這道題了呢?曹俊坦言,目前離這個目標還相差很遠。因為,要為三種中微子的質量排序,就要求兩種質量平方差測量的誤差要小于1%,而目前的實驗誤差還在7%左右?!八?,我們只能說這個結果為科學家給出中微子的質量排序提供了一些初步信息?!?
據(jù)悉,完成中微子質量的排序是大亞灣實驗的下一個目標。
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