中微子的静止质量到底有多大

我们在前面谈到过利用中微子振荡测定中微子质量，而且给出了相应测量的结果。由于这种测量是直接测量的两种不同味的中微子质量平方差，因此，实验的不确定性较大。在这里我们根据标准的宇宙大爆炸模型，从宇宙微波背景辐射中的中微子与光子数目之比确定中微子的质量。这样给出的观测数据是目前中微子质量的上限最强的限制。如果三味中微子的总能量平均值超过每个中微子50电子伏，根据宇宙学的动力学，考虑到中微子振荡，不稳定，这个上限是难以得到的。因而，中微子质量上限的最强限制不会超过50电子伏。从我们下面的简单考察，这个上限不会超过30电子伏。

同时从微波背景辐射、星系巡查和莱曼α森林现象等的观察中，表明三味中微子质量的总和不超过0.3电子伏。这里所谓莱曼α森林是天体光谱学中，遥远的星系和类星体的光在穿越中性氢后产生的所有莱曼α线吸收线的总和。

1998年，超级神冈小组的中微子检测器判断中微子在不同的味之间可以振荡，这说明中微子具有静止质量，但是中微子质量的绝对标度仍然没有确定。原因是中微子振荡只是对不同味的质量平方差比较敏感，在2005年KamLAND小组公布的本征态1和2质量平方差为Δm212=0.000079电子伏2。2006年费米实验室MINOS小组从μ中微子束中测量中微子振荡确定，本征态2与3之间的质量平方差Δm223= 0.0027电子伏2，与早先超神岗小组的实验结果一致，这表明至少有一种中微子质量本征态质量为0.04电子伏。至于本征态1与3的振荡模式，首先由我国科学家在2012年给出，但质量平方差的数据还不够精确。

2009年，分析星系团引力透镜的观测资料，发现有一种中微子的质量大约为1.5电子伏，并且所有中微子的质量大致相同，振荡的数量级为兆电子伏，这就是我们在前面中微子质量表给出第一段中微子和反中微子质量上限为2.2电子伏的根据。目前在实验室的实验中KATRIN和MARE两个小组利用核反应中的β衰变，也有利用没有中微子放出的双β衰变直接测量中微子的质量标度。2010年5月31日，欧洲核子中心OPERA小组第一次在μ中微子束中观察到τ中微子的事例，在第一时间内观察到中微子的转变，这是他们具有质量的直接证据。在2010年6月有实验小组报道测量到这三种中微子质量的上限小于0.28电子伏。

2012年3月8日14时，我国科学家大亚湾中微子实验国际合作组发言人王贻芳在北京宣布，发现了一种新的中微子振荡，并测量到其振荡概率。这种新的振荡是从本征态1和3之间的振荡，这种振荡科学家早就预言应该有，但一直未能发现。这种振荡的发现，进一步确认中微子子确实具有静止质量。总之，中微子具有静止质量，但是其具体绝对标度还有待进一步的研究测量。