芬蘭的研究人員最近在測量核衰變能量方面取得了重大突破，這一發現可能揭開物理學中最大謎團之一的面紗。他們以十億分之一的精度成功測量了核衰變能量，為對中微子的研究帶來了新的進展。該團隊由於韋體的約尼·魯奧茨拉伊寧（Jouni Ruotsalainen）博士生領導，這些中微子是微小的、如幽靈般的粒子，檢測起來極其困難。對中微子的特性進行深入了解，可能有助於解釋宇宙是如何形成的、恆星如何演化，以及中微子是否能夠被視為其自身的反粒子。
魯奧茨拉伊寧表示：「中微子的質量和反粒子特性可以通過測量原子核的放射性β衰變和雙β衰變來研究。」他透露，只有幾十種原子核適合進行這類研究，而衰變釋放的能量，即所謂的Q值，則決定了一個原子核是否可以被使用。在粒子物理學的標準模型中，中微子被認為僅通過弱核力相互作用，這使得它們的性質難以測量。然而，科學家們已經確認中微子確實擁有質量，這一發現挑戰了該模型的預測，但其具體質量仍然未知，目前僅確定了上限。
在這項研究中，魯奧茨拉伊寧測量了兩個雙β衰變和一個β衰變核的Q值。該團隊使用位於大學加速器實驗室內的世界級儀器JYFLTRAP雙潘寧陷阱進行測量。團隊指出：「觀察到0νββ衰變（即無中微子的雙β衰變）將顯示中微子是其自身的反粒子，並指向賦予中微子質量的機制。」魯奧茨拉伊寧觀察到，這些由帶正電的質子和中性的中子組成的原子核在強磁場中沿著圓形路徑運動。
通過使用相位成像離子迴旋共振法測量兩個核的旋轉頻率，團隊能夠以十億分之一的精度確定相對質量差異。魯奧茨拉伊寧表示：「我們所能達到的精度是世界一流的。」新測量的Q值用於計算每個衰變的半衰期，這項工作與大學的核理論小組合作進行。由於這些衰變通常發生在極長的時間尺度上，半衰期有助於預測在設計用於測量中微子質量的實驗中，實際上能觀察到多少衰變事件。
魯奧茨拉伊寧表示：「這項工作中測量的雙β衰變核的半衰期如此之長，以至於在合理的時間範圍內無法觀察到足夠的衰變來確定中微子的質量或其反粒子特性。」研究結果顯示，雖然某些雙β衰變核不適合近期的測量，但銀-110（Ag-110）同位素可能成為未來中微子研究的有希望候選者。魯奧茨拉伊寧總結道：「然而，銀-110同位素異構體的β衰變半衰期及其其他特性使其成為中微子質量測量的優秀候選者。」
魯奧茨拉伊寧計劃於2025年10月10日在于韋體的Jyväskylä大學公開辯護其題為「使用JYFLTRAP潘寧陷阱進行的高精度Q值測量在中微子物理學中的應用」的博士論文。這項研究不僅為中微子物理學的進一步探索奠定了基礎，還可能在未來揭示宇宙的更多奧秘。
