电子中微子波包比普通原子核大数百倍

电子中微子波包比普通原子核大数百倍

引用

中国科学院

1.

https://www.cas.cn/kj/202502/t20250218_5047337.shtml

一个由美国、法国和加拿大科学家组成的国际研究团队最近利用铍衰变为锂的实验，测量了电子中微子的量子力学性质。结果显示，一个电子中微子波包的空间范围比普通原子核大得多。相关论文发表于12日出版的《自然》杂志。

实验利用了铍衰变为锂的过程。这一过程会释放出能量，将锂原子推向一侧，同时在另一侧产生中微子。图片来源：英国《自然》网站

中微子与物质之间的相互作用极为微弱，因此具有强大的穿透能力，可轻松穿越人体、地面乃至整个地球。同时，中微子的质量非常轻，能以接近光速运动。对中微子开展深入研究具有重要意义，有望发现超出标准模型的新物理，还能为研究宇宙演化、恒星形成、超新星爆发机制，甚至为宇宙中物质为何多于反物质等谜题提供新线索。

然而，关于中微子仍有大量谜团尚未解开，首当其冲的是其大小问题。中微子的大小对于科学家构建合适尺寸和形状的中微子探测器至关重要。在最新研究中，科学家利用铍元素的放射性衰变，测量了电子中微子的大小。

中微子包括3种味态，即电子中微子、缪子中微子和陶子中微子。最新实验利用了铍衰变为锂的过程。当发生衰变时，铍原子内部的电子会与质子结合形成中子，并最终生成锂原子。这一过程会释放出能量，将锂原子推向一侧，同时在另一侧产生中微子。

研究团队在粒子加速器中触发了这一过程，并在两侧放置极灵敏的中微子探测器，探测到了产生的电子中微子。随后，他们测量出了锂原子的动量，并据此测算出了电子中微子的大小。结果显示，电子中微子波包的空间范围至少为6.2皮米（1皮米=10-12米），是一般原子核的数百倍。