最新发现与创新丨利用宇宙学观测探索中微子绝对质量有了新依据

记者10月9日从东北大学获悉，该校理学院、辽宁省宇宙学与天体物理重点实验室张鑫教授团队近日联合多项最新国际宇宙学巡天数据，在动力学暗能量模型下获得中微子总质量约为0.1电子伏特的统计线索，为利用宇宙学观测探索中微子绝对质量提供了新依据。相关成果发表于《中国科学：物理学力学天文学》（英文版）。

中微子究竟多重，是科学家长期探索的问题。振荡实验已证明中微子具有非零质量，却只能测出不同质量本征态之间的质量平方差，无法确定其绝对质量。宇宙学则提供了另一条研究路径：中微子的自由流动会抑制小尺度宇宙结构形成，研究人员可通过分析它在宇宙演化中留下的印记，间接为其“称重”。

以往，宇宙学研究主要给出中微子质量的上限。此次研究进一步探索其具体取值，重点考察暗能量性质对质量推断的影响。

团队综合暗能量光谱仪巡天第二批数据的重子声学振荡测量、宇宙微波背景、暗能量巡天超新星和弱引力透镜数据，对不同暗能量模型进行比较。结果显示，将暗能量视为宇宙学常数时，联合数据主要给出质量上限；允许暗能量性质随时间演化，并将有效中微子种类数作为自由参数后，中微子总质量估计约为0.098电子伏特，对非零质量的统计偏好达到约2.7σ。

团队采用轮廓似然方法进行交叉检验，得到的最佳拟合总质量约为0.082电子伏特，与主要分析结果较为一致。这项研究揭示了暗能量性质与中微子质量推断之间的密切联系。