马克斯·普朗克学会 KATRIN实验的结果排除了一个质量在3到30电子伏之间的无菌中微子
在这个范围内的中微子会通过橙色线的一个弯曲显示出来
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如图所示，最终值为18，电压为10伏
6千电子伏
(绿线:一个质量为10 eV的虚拟光无菌中微子的光谱；蓝线:经典活跃中微子的光谱；橙色线:组合光谱
信用:情节:KATRIN合作 围绕基本粒子中微子有许多问题，特别是关于它的质量
物理学家也对除了“经典”中微子之外，是否还有诸如所谓的无菌中微子之类的变体感兴趣
卡特林实验现在已经成功地大大缩小了对这些难以捉摸的粒子的搜索范围
该出版物最近发表在《物理评论快报》杂志上
严格地说，中微子不是单个粒子，而是由几个种类组成:电子中微子、μ子中微子和τ中微子
这些粒子在被称为中微子振荡的过程中不断相互转化
假设中微子有质量；这将在2019年卡尔斯鲁厄理工学院开始的卡特琳实验中确定
根据迄今为止的结果，中微子的质量小于1电子伏
卡特林还可以用来追踪相关的物种，这些物种目前只是假设性的:无菌中微子
较重的分支(千电子伏范围内的质量)被认为是暗物质的候选物，将在卡特琳安装新的探测器后寻找
除此之外，还有一种更轻的无菌中微子类型
光无菌中微子的新排除标准 相当多的实验正在寻找光无菌中微子(质量在电子伏范围内)
它也可能在卡特林实验中显露出来
活性(正常)中微子和无菌中微子的质量和混合比在寻找光无菌中微子中起着至关重要的作用
线左边的区域显示了各种实验对光无菌中微子的搜索范围
绿线内的区域标志着最有可能是光无菌中微子的位置
KATRIN实验的评估(蓝色实线)大大缩小了搜索范围
信用:情节:KATRIN合作 在KATRIN的帮助下，马克斯·普朗克物理研究所的苏珊·默滕斯和她的团队成功地定义了新的排除极限
“通过我们的评估，我们能够显著减少中微子的搜索区域，”莫滕斯说
通过对KATRIN数据的新分析，由MPP的Susanne Mertens和Thierry Lasserre小组开发，现在可以排除质量在3到30电子伏之间、混合比大于10%的无菌中微子的存在
这一结果补充了以前达到的排除极限
通过测量中微子质量进行搜索 但是KATRIN怎么找到无菌中微子呢？使用同样的方法，实验还确定了活动中微子的质量
中微子的质量可以通过放射性衰变来测量
卡特琳为此使用氚(重水)
当一个质子转化成一个中子时，就会产生一个中微子和一个电子
18的衰变能量
6千电子伏在它们之间
“我们知道中微子非常轻，只接收到衰变能量的很小一部分，”莫滕斯说
“电子的最大能量被中微子的质量降低了
“因此中微子的质量是由电子的衰变能量和最大能量之间的差异产生的
对光无菌中微子的探测将遵循同样的原理
如果无菌中微子在放射性衰变过程中也被释放，它将在电子能谱中留下可见的痕迹
“那么在曲线上会出现一个明显的弯曲”，莫滕斯解释道
“这将使卡特林不仅能够确定活跃中微子的质量，还能证明另一种中微子物种的存在
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