物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了最小的“鬼粒子”

宇宙中到處都是中微子，但我們卻看不見它們，它們掩藏在普通物質(zhì)中間。我們完全不了解中微子，甚至不了解它的重量，但是我們知道中微子有改變整個宇宙的潛力。由于中微子有自己的力量，我們能夠借助宇宙來衡量中微子的重量。

在物理學(xué)中，這種最小的粒子的狀態(tài)會改變整個銀河系以及其它巨大天體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。如果想要描述宇宙的行為， 我們必須考慮宇宙中最小的構(gòu)成。

在即將發(fā)表于《物理評論快報》的最新一期的論文中，研究人員通過對宇宙的精確測量反推了最輕的中微子的質(zhì)量（中微子有三種不同的質(zhì)量）。

研究人員從《重子震蕩光光譜學(xué)調(diào)查》中采集了大約110萬個星體的旋轉(zhuǎn)情況，然后把相關(guān)數(shù)據(jù)和其它宇宙中的信息綜合起來，接著，研究人員在地球上進行規(guī)模較小的中微子實驗，并且把所有相關(guān)信息都輸入電腦。

英國倫敦大學(xué)學(xué)院天體物理學(xué)博士生和本研究的共同作者 Andrei Cuceu表示：“我們花費了50萬小時來運行相關(guān)的數(shù)據(jù)。這幾乎等于單一處理器花費六十多年的結(jié)果?！?/p>

這一項目推動了宇宙學(xué)大數(shù)據(jù)分析的發(fā)展。

實驗的結(jié)果并不能提供最輕的中微子的確切質(zhì)量，但又確實縮小了質(zhì)量的范圍。這種類型的中微子的質(zhì)量不大于0.086電子伏?；蛘哒f，單一電子的質(zhì)量是中微子質(zhì)量的600萬倍。

論文作者表示，這一數(shù)字設(shè)置了中微子質(zhì)量的上限，而非下限，因為最輕的那種中微子有可能完全沒有任何質(zhì)量。

然而，物理學(xué)家能夠確定的是，在三種中微子中，至少有兩種中微子是有一定質(zhì)量的，而且，二者的質(zhì)量可能還存在一定的關(guān)系。

同時，論文也為三種中微子味荷質(zhì)量之和設(shè)置了上限，它們加起來不超過0.26電子伏。

令人困惑的是，中微子的三種質(zhì)量與中微子的三種味荷并不一致：根據(jù)費曼實驗室的數(shù)據(jù)， 中微子有三種味荷，分別是電子、介子和頭（tau），根據(jù)費曼實驗室的說法，中微子的每一種味荷都是由三種質(zhì)量混合而成的。因此，一個確切的tau型中微子中含有一些第一類質(zhì)量的中微子、也含有第二類質(zhì)量的中微子和第三類質(zhì)量的中微子。

1998年獲得諾貝爾物理學(xué)獎的一項發(fā)現(xiàn)表明：正是因為中微子有不同的質(zhì)量種類，它們可以在不同味荷之間來回變換。

論文的作者表示，物理學(xué)家也許永遠(yuǎn)不會真正了解三種中微子的確切質(zhì)量，但卻可以通過在地球上的實驗和在太空中的測量縮小它們的質(zhì)量范圍。

物理學(xué)家越能精確測量這些在宇宙中微小而無所不在的存在，他們對宇宙解釋也就越準(zhǔn)確。