Експериментът KATRIN, натоварен да претегля неутрино, обяви по-точна оценка на горната граница на тяхната 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. They are almost omnipresent, in галактика, in sun, in all the space around us. Trillions of neutrinos pass through our bodies every second without interacting with any other particle.
Те са сформирани за първи път 10-4 seconds after the big bang about 13.8 billion years ago and played an important role in the evolution of вселена. They are continuously formed in huge amount in nuclear fusion reactions in the stars including in the sun, in the nuclear reactors on the earth and in radioactive decays. They are also important in the supernova process in a star’s life cycle and provide early signals of supernova explosions. At subatomic level, 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. We do not know how they interact with other particles. Similarly, since the discovery of neutrino oscillations, it is known that neutrinos have non-zero mass. We know that neutrinos have very small mass and are the lightest of all elementary particles but their exact mass still remains undetermined. For a better understanding of the вселена, it is crucial that the mass of neutrinos is measured accurately.
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
