幽靈粒子現形！科學家突破性測量微中子質量

來自KATRIN實驗團隊的科學家們，近期成功以史無前例的精確度測量出神秘「微中子」的質量上限——小於0.45電子伏特(eV)。這項突破不僅大幅縮小了宇宙中最難捉摸粒子的質量範圍，更直接挑戰並擴充套件了現行物理標準模型的邊界。

微中子是電中性的極輕基本粒子，同時也是宇宙中數量最龐大的粒子。它們共有三種「味態」：電子微中子、緲子微中子和濤微中子。最特別的是，這些味態會隨著微中子移動而相互轉換，這種「微中子振盪」現象證實了它們必須具有質量，徹底推翻了標準模型原先假設的「零質量」理論。

微中子之所以被暱稱為「幽靈粒子」，是因為它們幾乎不與任何物質互動——每秒都有數十億個微中子穿過你的身體而不留痕跡。這些微小的中性粒子可以輕鬆穿透行星、恆星甚至整個星系。自1930年代被預測存在以來，微中子已成為解開物理學重大謎團的關鍵。

在這項最新研究中，Max Aker博士領導的KATRIN團隊分析了2019至2021年間的實驗資料。他們透過觀測放射性氚(氫的同位素)的β衰變過程，精確測量了約3600萬個電子的能量分佈。研究結果以90%的信心水準確認，電子微中子的有效質量低於0.45 eV，精確度是先前測量的兩倍。

據Loredana Gastaldo教授在相關評論中指出，KATRIN實驗預計將持續進行至2025年，屆時累積的1000天觀測資料可望將測量精度進一步提升，使電子微中子質量的估計值接近0.3 eV的理論預測值。

這項刊登於《科學》期刊的突破性研究(DOI: 10.1126/science.adq9592)，為解開微中子質量之謎邁出了關鍵一步，也為超越標準模型的新物理學開闢了道路。