Експериментът KATRIN, натоварен да претегля неутрино, обяви по-точна оценка на горната граница на маса - неутрино тежат най-много 0.8 eV, т.е. неутриното са по-леки от 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
неутрино (буквално малките неутрални) са най-разпространените елементарни частици в вселена. Те са почти вездесъщи, в галактика, на слънце, във всички пространство около нас. Трилиони неутрино преминават през телата ни всяка секунда, без да взаимодействат с никоя друга частица.
Те са сформирани за първи път 10-4 секунди след големия взрив преди около 13.8 милиарда години и изигра важна роля в еволюцията на вселена. Те непрекъснато се образуват в огромно количество при реакции на ядрен синтез в звездите, включително в слънцето, в ядрените реактори на земята и при радиоактивни разпади. Те също са важни в процеса на свръхнова в жизнения цикъл на звездата и осигуряват ранни сигнали за експлозии на свръхнова. На субатомно ниво, неутрино предоставят инструмент за изследване на структурата на нуклоните. неутрино може също да помогне за обяснението на асиметрията материя-антиматерия.
Въпреки цялата тази важност, много все още не се знае неутрино. Не знаем как те взаимодействат с други частици. По същия начин, след откриването на неутрино трептенията, е известно, че неутриното имат ненулево маса. Знаем, че неутриното имат много малки маса и са най-леките от всички елементарни частици, но точната им маса все още остава неопределена. За по-добро разбиране на вселена, от решаващо значение е масата на неутриното да се измерва точно.
Експериментът TRItium Neutrino в KArlsruhe (KATRIN) в Технологичния институт в Карлсруе (KIT), съвместното начинание на шест страни е посветено на измерването на масата на неутрино с прецизност под eV.
През 2019 г. експериментът KATRIN обяви, че неутрините тежат най-много 1.1 eV, което е двукратно подобрение в сравнение с предишни измервания на горната граница от 2 eV
1 eV или електронен волт е енергията, получена от електрона, когато електрическият потенциал на електрона се увеличи с един волт и е равен на 1.602 × 10-19 джаул. На субатомно ниво е удобно да се изрази масата като енергия, следвайки симетрия маса-енергия според E=mc2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 kg.
На 14 февруари 2022 г. KATRIN Collaboration обяви измерване на масата на неутрино с безпрецедентна прецизност, разкривайки, че неутрините са по-леки от 0.8 eV, като по този начин се разрушава бариерата от 1 eV във физиката на неутрино.
Изследователският екип има за цел да продължи с по-нататъшните измервания на масата на неутрино до края на 2024 г. От 2025 г. с помощта на новата детекторна система TRISTAN експериментът KATRIN ще започне търсене на стерилни неутрино. С маси в диапазона на KeV стерилните неутрино биха били кандидати за мистериозната тъмна материя.
***
Източници:
- Експеримент с тритиево неутрино в Карлсруе (KATRIN). Наличен в https://www.katrin.kit.edu/
- Технологичен институт в Карлсруе (KIT). Съобщение за пресата 012/2022 – Неутриното са по-леки от 0.8 електрон волта. Публикувано на 14 февруари 2022 г. Налично на https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- Сътрудничеството KATRIN. Директно измерване на масата на неутрино с чувствителност под електронволта. Нац. физ. 18, 160–166 (2022). Публикувано: 14 февруари 2022 г. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
