物理学家已经朝着确定中微子质量的方向迈出了一步，中微子可能是所有基本粒子中最神秘的一种。

德国卡尔斯鲁厄氚中微子(KATRIN)实验小组报告称，中微子的最大质量为0.8电子伏。长期以来，研究人员一直有间接证据表明，这些粒子应该比1ev轻，但这是第一次在直接测量中证明这一点。研究结果于2月14日公布自然物理．

之前的上限为1.1 eVKATRIN在2019年报道了什么．到目前为止，实验只能给出质量的上限。但研究人员表示，一旦它在2024年完成数据收集，可能就能做出明确的测量，而且它是世界上唯一能够做到这一点的实验。

德国慕尼黑工业大学的理论粒子物理学家Julia Harz说:“如果KATRIN实验能在达到0.2 eV的灵敏度目标之前确定中微子的质量，那将是非常令人兴奋的。”她补充说，特别是，它可以为如何改进宇宙学理论提供指导。

高能电子

KATRIN测量氚核衰变产生的中微子，氚是氢的放射性同位素。当氚核转变为氦核时，它会喷射出一个电子和一个中微子(或者更准确地说，是一种质量相等的粒子，称为反中微子)。中微子丢失了，但电子被引导到一个23米长的钢制真空室，形状像齐柏林飞艇，在那里它的能量被精确测量。

电子携带了氚衰变过程中释放的几乎所有能量，但也有一些随着中微子丢失了。这个缺口的值可以用来计算粒子的质量。

KATRIN 2019年的结果是基于当年4月和5月的实验初始运行，当时氚束以其全部强度的四分之一运行。最新的结果是基于2019年晚些时候进行的第一次全强度测试的数据。这些数据暗示了0.9 eV的上限，结合之前的结果，该上限降至0.8 eV。

虽然估计已经收紧，但仍然不可能报告中微子质量的下界。KATRIN成员、卡尔斯鲁厄理工学院的粒子物理学家Magnus Schlösser说，这些数据仍然不排除质量为零的可能性。但其他证据，特别是来自宇宙学的观测，表明中微子不可能是无质量的。

即使在2024年之后，KATRIN仍有可能无法测量中微子的最小质量:如果质量小于0.2 eV，它可能在实验的灵敏度之外。

Schlösser将这一探索比作西班牙征服者对神话中的黄金之城的探索。“这就像在寻找黄金国，”他说。“你缩小了找到它的可能性。”

本文已获许可转载第一次出版2022年2月14日。