幽灵般的中微子：我们越来越接近了解它的质量

中微子是目前已知的唯一质量未知的粒子，测量其质量将有助于发现超越标准模型的新物理定律。图为卡尔斯鲁厄研究中心

这个初步估计值仅来自一个月的数据，但与之前使用类似技术的测量结果相比，已经有所改进。此前的研究中，研究人员将中微子质量的上限设定为2ev。随着数据的积累，KATRIN的目标是确定实际的中微子质量，而不是仅给出一个上限。

质量是基本粒子最基本、最重要的性质之一。中微子是目前已知的唯一质量未知的粒子，测量其质量将有助于发现超越标准模型的新物理定律。在粒子物理学中，标准模型是描述宇宙中已知粒子和力之间如何相互作用的理论，尽管到目前为止，强力、弱力和电磁力的实验结果都合乎标准模型的预测，但该模型并不完整。测定中微子的质量也可以用来检验宇宙学家关于宇宙如何演化的理论，根据最后得到的中微子质量结果，我们可能会迎来宇宙学中非常激动人心的时刻。

2015年获得诺贝尔物理学奖的一项发现改变了这种情况。物理学家发现，中微子可以从一种状态转变为另一种状态，在三种“味”之间振荡：电中微子、μ中微子和τ中微子。只有当中微子也具有三种可能的质量本征态时，这些振荡才会发生；对于每一种味态，都可由几种质量本征态混合形成，因此要求中微子质量非零。质量本征态在空间中以不同的方式传播，所以当中微子从A点到达B点时，这种混合的概率就会改变，从而使探测器可以测量不同的味态。

尽管如此，与其他粒子的质量相比，中微子的质量还是太轻了，以至于物理学家都不确定中微子是如何获得如此小的质量的。标准模型中的其他粒子通过与希格斯场（一种充满所有空间并拖曳大量粒子的能量场）相互作用来获得质量。但是对于中微子来说，它的质量太小了，你需要一些额外的理论来解释它。