具有亚电子伏灵敏度的首次直接中微子质量测量

我们报告卡尔斯鲁厄氚中微子（KATRIN）实验第二次测量活动的结果。KATRIN 通过高精度测量氚 $\beta$ 衰变谱在其端点 $18.6\,\mathrm{keV}$ 附近的情况来探测有效电子反中微子质量 $m_{\nu}$。在本文给出的第二次物理运行中，相对于第一次活动，源活度提高了 3.8 倍，本底降低了 $25\,\%$。达到了 $m_{\nu}$ 在 $90\,\%$ 置信水平（CL）下 $0.7\,\mathrm{eV/c^2}$ 的灵敏度。这是直接中微子质量实验的首次亚电子伏灵敏度。对能谱数据的最佳拟合给出 $m_{\nu}^2 = (0.26\pm0.34)\,\mathrm{eV^4/c^4}$，从而得到上限 $m_{\nu}<0.9\,\mathrm{eV/c^2}$（$90\,\%$ CL）。将该结果与第一次中微子质量活动结合，我们得到上限 $m_{\nu}<0.8\,\mathrm{eV/c^2}$（$90\,\%$ CL）。