2.17 分数量子霍尔效应Fractional Quantum Hall Effect
1982年美籍华人崔琦、霍斯特•路德维希•施特默Horst Ludwig Stouml(德国物理学家)及斯坦福大学的罗伯特•劳克林Robert Betts Laughlin在克利辛教授的实验模型上，将用AlGaAs-GaAs-AlGaAs三层结构制作的MOS管相当于两个串联的二维气体装置置于T=0.5K超低温环境中，外加磁场重复克利辛实验，逐渐增大磁场强度，最高达到28T，实验发现小于18平台处量子阱的电阻符合整数关系，但当磁场B大于18T以后，平台处的电阻与电阻率的值不再是整数而是分数量子效应，因此1998年三位科学家获得诺贝尔科学奖。
注：T(特斯拉)为磁场强度H的单位，地球磁场强度通常在3×10-4至6×10-4T，医用核磁共振磁场强度通常在1~3T。
2.18 积木化学法解释量子霍尔效应
现今多种固体物理或凝聚态物理书籍对重要的克利辛现象有多种解释，大多数根据二维气体几何模型进行数学模型方程推算，所谓二维即平面几何的两个纬度，因为两种物质交界处是由两侧的不同物质相互渗透形成的气体薄层，可视为一个平面上的气体模型，此现象在自然界上极为常见。在使用太阳能热水器时用手接流出的水时会发现放出的冷水到出热水时的中间的水突然变冷，这层水就称二维原子气体层，由于二维原子气体层发生的电磁物理化学变化现象所表现出的整数量子霍尔效应与分数量子类似，为了便于统一讨论，本文将整数、分数量子霍尔效应简称为克利辛现象Klitzing phenomenon。
教材中在几何模型计算中用到观测中发现物质世界中晶体具有对称事实的模型，如Fig.73，但对物体为何是对称的晶体结构却没有解释，物质世界的对称性恰好证明无论是强相互作用还是弱相互作用宇称都是守恒的，即分离的电荷总是对称共轭，如Fig.30正晶格矢与倒晶格矢对称，为了论述晶矢对称性，固体物理用了大量篇幅篇幅进行讨论，但经过仔细研究发现，这些波函推导所解释的克利现象都不科学，因为在强磁场或强电场作用下，导致出现克利现象是由于物质的晶体微观结构发生了变化，关于此旧凝聚态物理理论并没有发现。
根据孤立子波胞原理，运动电荷的电阻主要发生在有球形体结构的磁场中才发会受到明显的阻碍，在如Fig.38所示的等效分子电路中，电阻贡献主要发生在原子节点处，化学键上次之，即在分子电路中球形原子是发生磁聚焦、导致阻抗的主要部位，而原子的正负电荷的电磁力是导致分子晶体牢固凝聚的关键力量。
由于旧量子力学没有明确的粒子共轭概念，所以凝聚态物理、固体物理、量子力学无一例外都对晶体中的原子与原子间、分子与分子间或晶胞与晶胞间有规律地、周期性的凝聚力和晶格总是对称排列的原因避而不谈，但都直接采用了客观的可观察到布拉格晶体对称结构理论进行几何波函数等数学推导。
比对封面食盐NaCL晶体结构和Fig.117金刚石晶体结构就会发现，参与凝聚的正负电荷总是遵守在磁场中受到洛仑兹力作用而对称分裂分布于两则，异种电荷相互吸引，同种电荷相互排斥、同性磁极端相互排斥、异性磁极端相互吸引、能量最低原理和共轭公理等基本规则，这些都是基本常识，也正是这些正负电荷间或正负磁荷间的相互吸引力以及正数电荷(磁荷)与分数电荷(磁荷)间决定了电荷(磁荷)之间力量强弱，从而决定了物质的硬度、溶解度、化学活性、固态还是气态、液态等物理化学特征，以及晶体或液体边界价键的凝聚方式和不同物质所表现出的电性与磁性。
观察Fig.38分子电路，根据电阻定律公式和电阻定义式，进行推导对分子晶体环或更小的夸克晶体环的电阻及其电阻率，得：
从式(8)发现，对于单一元素凝聚的材料的导体而言，在一定温度下ρ保持不变，而一维分子环中原子的平均横截面S不变，其原子平均半径r是恒定常数，原子平均极距l为常数，则分子电阻值R只与构成分子环的原子数ν成正比，即分子环电阻值具有量子化特征。将式(4)与(8)比对、式(5)与(9)比对，显然证明了分子环的电阻与电阻率符合能够从微观结构上科学地解释克利辛实验发现的量子整数关系。
因为在晶体结构中，存在共用化学键的情形，存在分数电荷，因此也可完美解释克利辛分数量子霍尔效应。
在分子电路中，当ν=1时不形成分子环，只有当ν≥2时才能形成分子环，才会有分子电流和分子电阻R。对于ν=2的氧气分子电阻和ν=3的臭氧分子电阻R的变化是按原子数ν的多少而变化，即分子电路的电阻具有量子性。如果ν=4，则意味着有四个氧原子围一个更大的含氧分子环，其电阻R增大到4倍。
同理，从式(9)可见，以分子环中，原子半径r、分子键长l是常数，当分子的电阻不变时(因为不同的材料电子不同，而当分子的原子数固定时，如臭氧分子数三个，氧气分子数两个，而两种分子有各自的电阻R，即此时R为常数)，分子环的电阻率ρ与原子数ν成反比，即电阻率ρ具有量子性。
将臭氧分子中的其中一个元素或两个氧元素都用其它元素替代则转变为两种元素分子环，可见，其它具有二价元素的分子的电阻与电阻率也都具有量子性并且是一个与外界的电压和电流无关的量。
将Fig.38视为任意一个具有二价键的拉维晶格bravais lattice则所围成任意二维气体分子代表任意的物质的电阻与电阻率都具有整数或分数量子霍尔效应。
观察式(10)发现，式中ν、ν'均是自然数，当ν、ν'的取值不同时，并且ν≠nν',n为整数，则其比值是分数，正好科学地解释了崔琦、霍斯特•路德维希•施特默及罗伯特•劳克林三位科学家的分数量子霍尔效应；当ν、ν'的取值相同时或者ν=nν'，则可科学解释整数量子霍尔效应。
一维气体分子环的电阻率ρ，在电阻R不变时，因单体原子分子(单体是指同一种元素凝聚的分子，则多体是指多元素原子凝聚的分子)的S为常数：原子半径r和l为常数，与导体的材料有关，即原子、分子及参杂有关，在由氧原子形成的单体一维分子中，由于电阻率ρ与导体的氧原子材料有关，即ρ不变，原子平均截面面积S不变，那么当两个氧原子凝聚成氧气分子环，或三个氧原子形成臭氧分子环或者更多的氧原子形成四氧环、五氧环时，分子环的电阻粗略计算时分子环总电阻R只与分子环总长L正成比，而分子总长L近似等于参与凝聚的原子数ν和原子及其平均化学键长l正比，即：
O-O键长为127.8pm，大于O=O（112pm）, 小于O-O(148pm)键长[2024-03-09][113]，
根据Fig.38至少由两个具有双键的原子方能形成环形分子电流，因此式中n≥2。
可见，臭氧分子内部由三节“干电池”串联构成内部总电压为2.07V电路，或者视为环形正负电子对撞机中三级加速电极电场，每个原子加速电极具有极强的电源电极电势差，只要形成闭合电路，则必然从电源正极源源不断输出正电子波包，负极端则源源不断输出负电子波包，由于孤立子波包不发生磁聚焦涡旋相向而行的孤立子不会发生湮灭而保持各自的方向前行，且串联电路中，任意一点的电流强度都相同，等效电阻两端的电压为2.07V，对于复杂分子具有多环的电路则用基尔霍夫定律对节点进行分析。
由于臭氧分子的内部电源电极强度比氧气分子的强，每个臭氧分子环形电流强度必然比氧气分子的强，由于电流强度大，则必然导致臭氧分子内部发热而更比氧气分子更容易解离，因此实验测得臭氧分子没有氧气分子稳定，同时因内部环流作用而容易发生解离，从而形成极性物质，所以二者都具有极强的氧化性，断裂的臭氧分子的极性比氧气的强，所以臭氧分子比氧气分子的氧化性强。在分子环形电路中，分子电流不会无限增大而是保持一定的稳定性，说明分子电路中存在一定的电阻或电阻率，分子内部必然存在相应的制约机制，根据抗磁性原理，楞次定律，电流增强，必然会产生抑制电流，否则不断增大的电流必然导致分子发生爆炸，此或许是氧气分子最多凝聚为三氧原子结合而无四氧及四氧以上环形分子的原因。
由于闭合环形电流与螺线管环形电流一样，定向的环流必然产生一个定量的磁场，因此分子环流是产生分子磁场的原因，所以中，臭氧分子的磁性比氧气分子的强，而氢气无分子环流，所以氢气分子无磁性。
设想在1或2K的超低温状态，液态的氧气分子紧密相邻，在外部增加磁场时，所有氧气分子会像小磁针一样出现定向排列，随着外加磁场逐渐增大，氧气分子的环形电流会逐渐增大，当外磁场增大到一定强度时，两个氧原子连接的氧气分子环必然解离从而形成三原子分子的臭氧分子，从而分子环流强度从一个平台值上午升至较高值，如果继续增大磁场，则臭氧分子的环流强度。
1982年美籍华人崔琦、霍斯特•路德维希•施特默Horst Ludwig Stouml(德国物理学家)及斯坦福大学的罗伯特•劳克林Robert Betts Laughlin在克利辛教授的实验模型上，将用AlGaAs-GaAs-AlGaAs三层结构制作的MOS管相当于两个串联的二维气体装置置于T=0.5K超低温环境中，外加磁场重复克利辛实验，逐渐增大磁场强度，最高达到28T，实验发现小于18平台处量子阱的电阻符合整数关系，但当磁场B大于18T以后，平台处的电阻与电阻率的值不再是整数而是分数量子效应，因此1998年三位科学家获得诺贝尔科学奖。
注：T(特斯拉)为磁场强度H的单位，地球磁场强度通常在3×10-4至6×10-4T，医用核磁共振磁场强度通常在1~3T。
2.18 积木化学法解释量子霍尔效应
现今多种固体物理或凝聚态物理书籍对重要的克利辛现象有多种解释，大多数根据二维气体几何模型进行数学模型方程推算，所谓二维即平面几何的两个纬度，因为两种物质交界处是由两侧的不同物质相互渗透形成的气体薄层，可视为一个平面上的气体模型，此现象在自然界上极为常见。在使用太阳能热水器时用手接流出的水时会发现放出的冷水到出热水时的中间的水突然变冷，这层水就称二维原子气体层，由于二维原子气体层发生的电磁物理化学变化现象所表现出的整数量子霍尔效应与分数量子类似，为了便于统一讨论，本文将整数、分数量子霍尔效应简称为克利辛现象Klitzing phenomenon。
教材中在几何模型计算中用到观测中发现物质世界中晶体具有对称事实的模型，如Fig.73，但对物体为何是对称的晶体结构却没有解释，物质世界的对称性恰好证明无论是强相互作用还是弱相互作用宇称都是守恒的，即分离的电荷总是对称共轭，如Fig.30正晶格矢与倒晶格矢对称，为了论述晶矢对称性，固体物理用了大量篇幅篇幅进行讨论，但经过仔细研究发现，这些波函推导所解释的克利现象都不科学，因为在强磁场或强电场作用下，导致出现克利现象是由于物质的晶体微观结构发生了变化，关于此旧凝聚态物理理论并没有发现。
根据孤立子波胞原理，运动电荷的电阻主要发生在有球形体结构的磁场中才发会受到明显的阻碍，在如Fig.38所示的等效分子电路中，电阻贡献主要发生在原子节点处，化学键上次之，即在分子电路中球形原子是发生磁聚焦、导致阻抗的主要部位，而原子的正负电荷的电磁力是导致分子晶体牢固凝聚的关键力量。
由于旧量子力学没有明确的粒子共轭概念，所以凝聚态物理、固体物理、量子力学无一例外都对晶体中的原子与原子间、分子与分子间或晶胞与晶胞间有规律地、周期性的凝聚力和晶格总是对称排列的原因避而不谈，但都直接采用了客观的可观察到布拉格晶体对称结构理论进行几何波函数等数学推导。
比对封面食盐NaCL晶体结构和Fig.117金刚石晶体结构就会发现，参与凝聚的正负电荷总是遵守在磁场中受到洛仑兹力作用而对称分裂分布于两则，异种电荷相互吸引，同种电荷相互排斥、同性磁极端相互排斥、异性磁极端相互吸引、能量最低原理和共轭公理等基本规则，这些都是基本常识，也正是这些正负电荷间或正负磁荷间的相互吸引力以及正数电荷(磁荷)与分数电荷(磁荷)间决定了电荷(磁荷)之间力量强弱，从而决定了物质的硬度、溶解度、化学活性、固态还是气态、液态等物理化学特征，以及晶体或液体边界价键的凝聚方式和不同物质所表现出的电性与磁性。
观察Fig.38分子电路，根据电阻定律公式和电阻定义式，进行推导对分子晶体环或更小的夸克晶体环的电阻及其电阻率，得：
从式(8)发现，对于单一元素凝聚的材料的导体而言，在一定温度下ρ保持不变，而一维分子环中原子的平均横截面S不变，其原子平均半径r是恒定常数，原子平均极距l为常数，则分子电阻值R只与构成分子环的原子数ν成正比，即分子环电阻值具有量子化特征。将式(4)与(8)比对、式(5)与(9)比对，显然证明了分子环的电阻与电阻率符合能够从微观结构上科学地解释克利辛实验发现的量子整数关系。
因为在晶体结构中，存在共用化学键的情形，存在分数电荷，因此也可完美解释克利辛分数量子霍尔效应。
在分子电路中，当ν=1时不形成分子环，只有当ν≥2时才能形成分子环，才会有分子电流和分子电阻R。对于ν=2的氧气分子电阻和ν=3的臭氧分子电阻R的变化是按原子数ν的多少而变化，即分子电路的电阻具有量子性。如果ν=4，则意味着有四个氧原子围一个更大的含氧分子环，其电阻R增大到4倍。
同理，从式(9)可见，以分子环中，原子半径r、分子键长l是常数，当分子的电阻不变时(因为不同的材料电子不同，而当分子的原子数固定时，如臭氧分子数三个，氧气分子数两个，而两种分子有各自的电阻R，即此时R为常数)，分子环的电阻率ρ与原子数ν成反比，即电阻率ρ具有量子性。
将臭氧分子中的其中一个元素或两个氧元素都用其它元素替代则转变为两种元素分子环，可见，其它具有二价元素的分子的电阻与电阻率也都具有量子性并且是一个与外界的电压和电流无关的量。
将Fig.38视为任意一个具有二价键的拉维晶格bravais lattice则所围成任意二维气体分子代表任意的物质的电阻与电阻率都具有整数或分数量子霍尔效应。
观察式(10)发现，式中ν、ν'均是自然数，当ν、ν'的取值不同时，并且ν≠nν',n为整数，则其比值是分数，正好科学地解释了崔琦、霍斯特•路德维希•施特默及罗伯特•劳克林三位科学家的分数量子霍尔效应；当ν、ν'的取值相同时或者ν=nν'，则可科学解释整数量子霍尔效应。
一维气体分子环的电阻率ρ，在电阻R不变时，因单体原子分子(单体是指同一种元素凝聚的分子，则多体是指多元素原子凝聚的分子)的S为常数：原子半径r和l为常数，与导体的材料有关，即原子、分子及参杂有关，在由氧原子形成的单体一维分子中，由于电阻率ρ与导体的氧原子材料有关，即ρ不变，原子平均截面面积S不变，那么当两个氧原子凝聚成氧气分子环，或三个氧原子形成臭氧分子环或者更多的氧原子形成四氧环、五氧环时，分子环的电阻粗略计算时分子环总电阻R只与分子环总长L正成比，而分子总长L近似等于参与凝聚的原子数ν和原子及其平均化学键长l正比，即：
O-O键长为127.8pm，大于O=O（112pm）, 小于O-O(148pm)键长[2024-03-09][113]，
根据Fig.38至少由两个具有双键的原子方能形成环形分子电流，因此式中n≥2。
可见，臭氧分子内部由三节“干电池”串联构成内部总电压为2.07V电路，或者视为环形正负电子对撞机中三级加速电极电场，每个原子加速电极具有极强的电源电极电势差，只要形成闭合电路，则必然从电源正极源源不断输出正电子波包，负极端则源源不断输出负电子波包，由于孤立子波包不发生磁聚焦涡旋相向而行的孤立子不会发生湮灭而保持各自的方向前行，且串联电路中，任意一点的电流强度都相同，等效电阻两端的电压为2.07V，对于复杂分子具有多环的电路则用基尔霍夫定律对节点进行分析。
由于臭氧分子的内部电源电极强度比氧气分子的强，每个臭氧分子环形电流强度必然比氧气分子的强，由于电流强度大，则必然导致臭氧分子内部发热而更比氧气分子更容易解离，因此实验测得臭氧分子没有氧气分子稳定，同时因内部环流作用而容易发生解离，从而形成极性物质，所以二者都具有极强的氧化性，断裂的臭氧分子的极性比氧气的强，所以臭氧分子比氧气分子的氧化性强。在分子环形电路中，分子电流不会无限增大而是保持一定的稳定性，说明分子电路中存在一定的电阻或电阻率，分子内部必然存在相应的制约机制，根据抗磁性原理，楞次定律，电流增强，必然会产生抑制电流，否则不断增大的电流必然导致分子发生爆炸，此或许是氧气分子最多凝聚为三氧原子结合而无四氧及四氧以上环形分子的原因。
由于闭合环形电流与螺线管环形电流一样，定向的环流必然产生一个定量的磁场，因此分子环流是产生分子磁场的原因，所以中，臭氧分子的磁性比氧气分子的强，而氢气无分子环流，所以氢气分子无磁性。
设想在1或2K的超低温状态，液态的氧气分子紧密相邻，在外部增加磁场时，所有氧气分子会像小磁针一样出现定向排列，随着外加磁场逐渐增大，氧气分子的环形电流会逐渐增大，当外磁场增大到一定强度时，两个氧原子连接的氧气分子环必然解离从而形成三原子分子的臭氧分子，从而分子环流强度从一个平台值上午升至较高值，如果继续增大磁场，则臭氧分子的环流强度。
科学家一部更近来知道幽灵中微子的质量可能的为新物理学铺平道路
By Ben Turner
2024/4/21
Physics & Mathematics
通过精确测量每秒数十亿个流过你身体的幽灵粒子中微子的质量，物理学家可以在粒子物理的标准模型中发现一些闪耀的洞。一项新实验已经带他们更近一步。
一幅艺术家的三个中微子的描画，一种几乎不与其他形式的物质相互作用的幽灵粒子。(Image credit: Shutterstock)
物理学家们朝向测量一种叫中微子的难以捉摸的“幽灵粒子”的质量已经迈出一小步，一个可能会在粒子物理的标准模型中戳出一个重大漏洞的成就。
中微子的质量的一个精确测量将使物理学家能够更深入探究我们宇宙的演化，并潜在的发现潜伏在标准模型之外新的、未被发现的物理现象。但测量这个质量是不容易的。这些粒子的诡异绰号是众所周知的：它们缺乏一个电荷几乎没有质量，这意味着它们以接近光速的速度直接飞行穿过常规物质。
因此，又为接近迄今为止最精确的放在中微子质量上的上限，研究人员不得不设计一个有前所未有灵敏度的实验。他们在4月19日发表在《自然物理学》杂志上的一篇论文中发表了他们的发现。
德国马克斯•普朗克核物理研究所的博士生、该研究的第一作者克里斯多佛施威格尔在一份声明中说，“对一个最大载荷的空客A-380，你可以用这种灵敏度来确定是否有一滴水已经落在它上面”。
每秒钟，大约有1000亿个中微子穿过你身体的每平方厘米。微小粒子是无处不在的——产生于恒星的核火、在巨大的超新星爆炸中、通过宇宙射线和放射性衰变，以及在地球上的粒子加速器和核反应堆中。
事实上，中微子于1956年首次被发现从核反应堆疾驰出，是仅次于光子（光的粒子）宇宙中最丰富的亚原子粒子。
过去，物理学家假定了中微子（很像光子）没有静止质量——一个将使它们的存在与粒子物理的标准模型相兼容的事实。但这一假设受被从太阳流出的中微子的发现挑战，中微子能随意在中微子的三种“风味”之间切换——电子、μ介子和τ中微子，这指的是中微子用之相互作用的不同粒子。
除非中微子应该有一些质量这样的转变应该是有可能的导致物理学家来设计复杂的实验来测量中微子。
天平上的一个幽灵
技术上，在三种中微子风味中量子力学混合的诡异性意味着它们都没有一个明确定义的质量。相反，它们是三种不同“质量状态”的结合。这意味着物理学家不寻找一个中微子质量的精确读数，而是寻找一个质量这个质量多大的上限。
任何物体包括我们自己的身体近99%的质量来自在原子内将基本粒子把持在一起的结合能。然而，剩下的1%的质量对这些粒子是固有的。
彭南陷阱实验 (Image credit: MPIK)
为发现这个固有质量，物理学家们寻找某种叫Q值的东西——初始反应物的质量之和和和最终产物质量之和之间的差。有这个值在手中，进一步的测量能从原子的总质量中提取出固有质量。
一个中微子质量测量实验德国的卡尔斯鲁厄氚中微子实验（KATRIN），通过测量超重氢衰变为氦在这个过程中发射一个电子和一个中微子时的能量，以及通过爱因斯坦的E=mc＾2的质量差，发现了中微子质量的一个精确估计。
卡尔斯鲁厄氚中微子实验的最佳结果发现了一个上限为0.8电子伏特的中微子质量，比一个电子质量小大约50万倍。
这种测量也能通过观测由人造同位素钬-163捕获的电子将它转化为镝-163并释放一个中微子反向做出。但要做到这个，同位素必须被金原子包围。
RELATED STORIES
—Astronomers propose making a neutrino detector out of the Pacific Ocean
—Weird neutrino behavior could explain long-standing antimatter mystery
—The 18 biggest unsolved mysteries in physics
施威格尔说，“然而，这些金原子可能会对钬-163有一个影响。因此，尽可能用一个替代方法来精确地测量Q值是重要的”并将它与通过卡尔斯鲁厄氚中微子实验方法确定的质量值比较以检测可能的误差来源。
为更接近中微子的难以捉摸的质量的一个单独测量，研究人员设计了一个被称为彭南陷阱（Penantrap）的实验——五个“彭南陷阱”的组合，它能在一个电场和一个磁场的组合中捕获原子，在这种组合中原子以一种被称为“圆圈舞”的复杂运动摆动
通过将带电的钬-163和镝-163离子放入彭宁陷阱，并测量它们摆动速率的细微差异，物理学家们测量了被额外中微子造成的能量差异。
研究人员说这一结果是一个Q值的测量，比以往任何实验结果更精确50倍。有了这个结果在手中，中微子质量的一个更好的上限离我们更近了一小步，但结果的。
https://t.cn/A6TRuJRT
By Ben Turner
2024/4/21
Physics & Mathematics
通过精确测量每秒数十亿个流过你身体的幽灵粒子中微子的质量，物理学家可以在粒子物理的标准模型中发现一些闪耀的洞。一项新实验已经带他们更近一步。
一幅艺术家的三个中微子的描画，一种几乎不与其他形式的物质相互作用的幽灵粒子。(Image credit: Shutterstock)
物理学家们朝向测量一种叫中微子的难以捉摸的“幽灵粒子”的质量已经迈出一小步，一个可能会在粒子物理的标准模型中戳出一个重大漏洞的成就。
中微子的质量的一个精确测量将使物理学家能够更深入探究我们宇宙的演化，并潜在的发现潜伏在标准模型之外新的、未被发现的物理现象。但测量这个质量是不容易的。这些粒子的诡异绰号是众所周知的：它们缺乏一个电荷几乎没有质量，这意味着它们以接近光速的速度直接飞行穿过常规物质。
因此，又为接近迄今为止最精确的放在中微子质量上的上限，研究人员不得不设计一个有前所未有灵敏度的实验。他们在4月19日发表在《自然物理学》杂志上的一篇论文中发表了他们的发现。
德国马克斯•普朗克核物理研究所的博士生、该研究的第一作者克里斯多佛施威格尔在一份声明中说，“对一个最大载荷的空客A-380，你可以用这种灵敏度来确定是否有一滴水已经落在它上面”。
每秒钟，大约有1000亿个中微子穿过你身体的每平方厘米。微小粒子是无处不在的——产生于恒星的核火、在巨大的超新星爆炸中、通过宇宙射线和放射性衰变，以及在地球上的粒子加速器和核反应堆中。
事实上，中微子于1956年首次被发现从核反应堆疾驰出，是仅次于光子（光的粒子）宇宙中最丰富的亚原子粒子。
过去，物理学家假定了中微子（很像光子）没有静止质量——一个将使它们的存在与粒子物理的标准模型相兼容的事实。但这一假设受被从太阳流出的中微子的发现挑战，中微子能随意在中微子的三种“风味”之间切换——电子、μ介子和τ中微子，这指的是中微子用之相互作用的不同粒子。
除非中微子应该有一些质量这样的转变应该是有可能的导致物理学家来设计复杂的实验来测量中微子。
天平上的一个幽灵
技术上，在三种中微子风味中量子力学混合的诡异性意味着它们都没有一个明确定义的质量。相反，它们是三种不同“质量状态”的结合。这意味着物理学家不寻找一个中微子质量的精确读数，而是寻找一个质量这个质量多大的上限。
任何物体包括我们自己的身体近99%的质量来自在原子内将基本粒子把持在一起的结合能。然而，剩下的1%的质量对这些粒子是固有的。
彭南陷阱实验 (Image credit: MPIK)
为发现这个固有质量，物理学家们寻找某种叫Q值的东西——初始反应物的质量之和和和最终产物质量之和之间的差。有这个值在手中，进一步的测量能从原子的总质量中提取出固有质量。
一个中微子质量测量实验德国的卡尔斯鲁厄氚中微子实验（KATRIN），通过测量超重氢衰变为氦在这个过程中发射一个电子和一个中微子时的能量，以及通过爱因斯坦的E=mc＾2的质量差，发现了中微子质量的一个精确估计。
卡尔斯鲁厄氚中微子实验的最佳结果发现了一个上限为0.8电子伏特的中微子质量，比一个电子质量小大约50万倍。
这种测量也能通过观测由人造同位素钬-163捕获的电子将它转化为镝-163并释放一个中微子反向做出。但要做到这个，同位素必须被金原子包围。
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施威格尔说，“然而，这些金原子可能会对钬-163有一个影响。因此，尽可能用一个替代方法来精确地测量Q值是重要的”并将它与通过卡尔斯鲁厄氚中微子实验方法确定的质量值比较以检测可能的误差来源。
为更接近中微子的难以捉摸的质量的一个单独测量，研究人员设计了一个被称为彭南陷阱（Penantrap）的实验——五个“彭南陷阱”的组合，它能在一个电场和一个磁场的组合中捕获原子，在这种组合中原子以一种被称为“圆圈舞”的复杂运动摆动
通过将带电的钬-163和镝-163离子放入彭宁陷阱，并测量它们摆动速率的细微差异，物理学家们测量了被额外中微子造成的能量差异。
研究人员说这一结果是一个Q值的测量，比以往任何实验结果更精确50倍。有了这个结果在手中，中微子质量的一个更好的上限离我们更近了一小步，但结果的。
https://t.cn/A6TRuJRT
【SpaceX与诺斯罗普·格鲁曼公司合作建造军用卫星】4 月 19 日白罗斯理想网消息，SpaceX与军工公司诺斯罗普·格鲁曼公司合作，为美国国防部制造低轨道卫星，可以拍摄地球表面的高清图像，其质量可与飞行无人机获得的图像相媲美。白罗斯理想社对此进行了报道。
我们正在谈论的是 SpaceX 正在开发的由数百个侦察航天器组成的系统。诺斯罗普·格鲁曼公司参与该项目的原因是需要使用许多敏感技术，特别是美国当局不希望将其转移到一家公司手中的特殊传感器。一位消息人士表示：“不完全投资于一个人经营的一家公司符合政府的利益。”
媒体写道，在不久的将来，诺斯罗普·格鲁曼公司将从 SpaceX 接收至少 50 颗秘密卫星，用于测试和改装特殊设备。
据《防务新闻》2022 年 12 月报道，SpaceX创建了一个新的业务部门"星盾"（Starshield），计划在该部门下与美国国防部合作。在"星盾"下，美国国家安全用户可以期待更多高度安全的加密能力，在"星链"卫星技术的基础上安全地处理和传输数据，并建造和发射用于通信和地球观测的新航天器。#SpaceX##诺斯罗普·格鲁曼公司##军用卫星#
我们正在谈论的是 SpaceX 正在开发的由数百个侦察航天器组成的系统。诺斯罗普·格鲁曼公司参与该项目的原因是需要使用许多敏感技术，特别是美国当局不希望将其转移到一家公司手中的特殊传感器。一位消息人士表示：“不完全投资于一个人经营的一家公司符合政府的利益。”
媒体写道，在不久的将来，诺斯罗普·格鲁曼公司将从 SpaceX 接收至少 50 颗秘密卫星，用于测试和改装特殊设备。
据《防务新闻》2022 年 12 月报道，SpaceX创建了一个新的业务部门"星盾"（Starshield），计划在该部门下与美国国防部合作。在"星盾"下，美国国家安全用户可以期待更多高度安全的加密能力，在"星链"卫星技术的基础上安全地处理和传输数据，并建造和发射用于通信和地球观测的新航天器。#SpaceX##诺斯罗普·格鲁曼公司##军用卫星#
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