天问专栏：撼动宇宙的小粒子——中微子(6)

电脑模拟宇宙中可见物质的分布。左图假设宇宙中微子质量为1.9eV，右图则假设宇宙中微子质量为零。图片来源：Shankar Agarwal and Hume A. Feldman（2011）

事实上，普朗克太空望远镜的科学家们已经通过宇宙学的数据，在2016年得出了0.23eV的中微子质量上限[5]，这离来自粒子物理实验的质量下限0.06eV已经不远了。

我从去年开始对宇宙中微子产生兴趣——感叹中微子质量如此之轻，却撼动了整个宇宙。我和同事们花了一年时间把中微子加入我们的宇宙模拟中。用超过两百万的核小时运算时间（相当于用笔记本电脑算上两百年），最后，我们记录了100个不同质量的中微子对宇宙结构演变的影响[6]。

测量中微子的质量，不仅仅是给粒子物理标准模型填补空白那么简单。中微子和其它的费米子相比，质量微小得有些诡异，电子（中微子以外最轻的费米子）的质量至少是中微子的百万倍。如果中微子也和其它的粒子一样，都是通过希格斯玻色子获得质量，为什么它的质量会如此微小？难道它们的质量是通过其它的物理机制获得的？对于中微子质量的准确测量，将帮助我们回答这些问题，甚至给粒子物理的未来发展指明方向。

作者简介

刘佳，广东商学院工商管理学士（2006），美国哥伦比亚大学天体物理博士（2016），现为美国普林斯顿大学天体物理系博士后。研究领域为宇宙学模拟和数据分析。刘佳在研究之余喜欢在自己的公众号“丹麦洗衣房”（danishlaundromat）里记录科研和生活的小体会。