科技日報記者 劉霞
一個由美國、法國和加拿大科學家組成的國際研究團隊最近利用鈹衰變?yōu)殇嚨膶嶒灒瑴y量了電子中微子在量子力學上的大小。結果顯示，電子中微子比普通原子核大得多。相關論文發(fā)表于12日出版的《自然》雜志。
中微子與物質(zhì)之間的相互作用極為微弱，因此具有強大的穿透能力，可輕松穿越人體、地面乃至整個地球。同時，中微子的質(zhì)量非常輕，能以接近光速運動。對中微子開展深入研究具有重要意義，有望發(fā)現(xiàn)超出標準模型的新物理，還能為研究宇宙演化、恒星形成、超新星爆發(fā)機制，甚至為宇宙中物質(zhì)為何多于反物質(zhì)等謎題提供新線索。
然而，關于中微子仍有大量謎團尚未解開，首當其沖的是其大小問題。中微子的大小對于科學家構建合適尺寸和形狀的中微子探測器至關重要。在最新研究中，科學家利用鈹元素的放射性衰變，測量了電子中微子的大小。
中微子包括3種味態(tài)，即電子中微子、繆子中微子和陶子中微子。最新實驗利用了鈹衰變?yōu)殇嚨倪^程。當發(fā)生衰變時，鈹原子內(nèi)部的電子會與質(zhì)子結合形成中子，并最終生成鋰原子。這一過程會釋放出能量，將鋰原子推向一側(cè)，同時在另一側(cè)產(chǎn)生中微子。
研究團隊在粒子加速器中觸發(fā)了這一過程，并在兩側(cè)放置極靈敏的中微子探測器，探測到了產(chǎn)生的電子中微子。隨后，他們測量出了鋰原子的動量，并據(jù)此測算出了電子中微子的大小。結果顯示，電子中微子波包的空間范圍至少為6.2皮米（1皮米=10-12米），是一般原子核的數(shù)百倍。
