原题目：测量中微子品质的又一次性迫近

几十年来，中微子品质的疑问不时困扰着物理学家。这些难以捉摸的亚原子粒子关于许多核环节至关关键，但它们与物质的相互作用十分弱，以致于它们的品质依然是一个谜。揭开这一个性关于咱们了解宇宙的组成局部和摆布它们的力具备极端关键的意义。

确定中微子品质的一种有宿愿的方法是应用同位素钬-163中的电子俘获环节。这种喷射性衰变触及由核内质子捕捉来自内层原子壳的电子，将质子转化为中子，并在此环节中发射出电子中微子。该衰变的总可用能量，称为Q值，关于确定中微子的品质至关关键。

最近宣布在《人造物理》的一篇论文驳回了高精度Penning阱质谱的技术，来间接测量钬-163中电子俘获的Q值。这篇论文深化讨论了该试验的复杂性，它对中微子品质测定以及对咱们了解宇宙的基本粒子和力有关键意义。

Penning阱是测量单个离子品质的精细工具，它应用电场和磁场的组合将带电粒子限度在一个特定的区域内。关键在于因为磁场作用，离子会阅历的盘旋静止，该盘旋静止的频率与离子的质荷比（m/q）成正比。

该试验经常使用PENTATRAP设备启动，重点钻研了高度带电离子（HCI）的两种同位素，钬-163及其子核镝-163（这是电子俘获衰变的产物）。经过准确测量这些HCI的盘旋频率，迷信家可以极端准确地确定它们的品质荷比。

但是，与介入电子捕捉环节的中性原子相比，一个关键方面在于解释HCI中失落的电子。在这里，实践原子物理计算的力气施展作用。经过细心计算HCI的各种电荷形态之间的联合能差，迷信家可以有效地桥接HCI的测量品质与中性原子的实践品质之间的差距。

将高精度盘旋频率测量与计算的联合能差相联合，钻研人员能够以无可比较的精度确定钬-163中电子俘获的Q值，该值代表衰变环节可用的总能量。

了解具备如此精度的Q值准许迷信家从全体能量估算中分别出中微子品质的奉献。经过分析钬-163电子俘获衰变的电子能谱，钻研人员可以识别端点能量——发射电子或者具备的最小能量。该端点能量间接与中微子的品质关系联。有了更准确的Q值，从端点能量中确定中微子品质变得愈加牢靠，试验给出了中微子品质10^-36千克的下限值。

总而言之，钬-163电子俘获Q值的高精度Penning阱测量，代表了咱们了解难以捉摸的中微子的环节中的一项严重里程碑。它不只使咱们更凑近确定中微子的品质，而且还强调了先进的试验技术和实践计算在揭开亚原子全球微妙方面的弱小作用。随着咱们深化钻研基本粒子和力学畛域，这些成就为咱们更片面地了解宇宙的组成局部和摆布它们相互作用的复杂法令铺平了路线。

来自：万象阅历

什么是电子中微子？

1998年，日本超级神岗实验以确凿的证据发现了中微子振荡现象，即一种中微子能够转换为另一种中微子。 这间接证明了中微子具有微小的质量。 此后，这一结果得到了许多实验的证实。 中微子振荡尚未完全研究清楚，它不仅在微观世界最基本的规律中起着重要作用，而且与宇宙的起源与演化有关，例如宇宙中物质与反物质的不对称很有可能是由中微子造成。 由于探测技术的提高，人们可以观测到来自天体的中微子，导致了一种新的天文观测手段的产生。 美国正在南极洲冰层中建造一个立方公里大的中微子天文望远镜——冰立方。 法国、意大利、俄罗斯也分别在地中海和贝加尔湖中建造中微子天文望远镜。 KamLAND观测到了来自地心的中微子，可以用来研究地球构造。 中微子有大量谜团尚未解开。 首先它的质量尚未直接测到，大小未知；其次，它的反粒子是它自己还是另外一种粒子；第三，中微子振荡还有两个参数未测到，而这两个参数很可能与宇宙中反物质缺失之谜有关；第四，它有没有磁矩；等等。 因此，中微子成了粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉与热点学科。 什么是中微子？ 中微子个头小，不带电，可自由穿过地球，几乎不与任何物质发生作用，号称宇宙间的“隐身人”。 科学家观测它颇费周折，从预言它的存在到发现它，用了10多年的时间。 要说中微子，就不得不提它的“老大哥”——原子基本组成之一的中子。 中子在衰变成质子和电子（β衰变）时，能量会出现亏损。 物理学上著名的哥本哈根学派鼻祖尼尔斯·玻尔据此认为，β衰变过程中能量守恒定律失效。 1931年春，国际核物理会议在罗马召开，当时世界最顶尖的核物理学家汇聚一堂，其中有海森堡、泡利、居里夫人等。 泡利在会上提出，β衰变过程中能量守恒定律仍然是正确的，能量亏损的原因是因为中子作为一种大质量的中性粒子在衰变过程中变成了质子、电子和一种质量小的中性粒子，正是这种小质量粒子将能量带走了。 泡利预言的这个窃走能量的“小偷”就是中微子。

中微子速归超过光速？

参与实验的瑞士伯尔尼大学的安东尼奥·伊拉蒂塔托说，他和同事被这一结果震惊了，他们随后反复观测到这个现象1.6万次，并仔细考虑了实验中其他各种因素的影响，认为这个观测结果站得住脚，于是决定将其公开。

光速约每秒30万公里，爱因斯坦的相对论认为没有任何物体的速度能够超过光速，这成为现代物理学的重要基础。如果真的证实这种超光速现象，其意义十分重大，整个物理学理论体系或许会因之重建。

由于事关重大，一些专家对观测到的这种超光速现象持谨慎态度。伊拉蒂塔托就此表示，欢迎来自外界的质疑，他和同事正是因为找不出任何解释，才公布结果希望寻求全球科学界同行的帮助。

2007年，美国研究人员在从费米实验室向另一个名为MINOS的实验装置发射中微子时也观测到类似的超光速现象，但当时研究人员对整个实验的精确度不是很有信心。

如果超光速现象确实存在，势必需要新的理论解释。有研究人员猜测，可能如弦理论预测的那样，在空间中还存在其他未知的维度，这些中微子就是抄了其他维度的“近路”而“跑”得比光还快。

暗物质存在的话，怎么捕捉

目前而言，无法捕捉。 欧美科学家建设了一个装置，试图捕捉暗物质粒子，以证明暗物质的确实存在，并研究暗物质。 结果是，花了几亿欧元，用了大把时间，未能捕捉到任何暗物质粒子。 有计划内的科学家悲观的认为，星系内部可能不存在暗物质--------也无法解释，为什么星系内部不存在暗物质。