KATRIN eksperimentas, įpareigotas sverti neutrinus, paskelbė tikslesnį jo viršutinės ribos įvertinimą masė - neutrinai sveria ne daugiau kaip 0.8 eV, ty neutrinai yra lengvesni nei 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
neutrinai (pažodžiui, mažosios neutralios) yra gausiausios elementariosios dalelės visata. Jie yra beveik visur galaktika, saulėje, visuose erdvė aplink mus. Trilijonai neutrinų kas sekundę praeina pro mūsų kūnus nesąveikaujant su jokia kita dalele.
Pirmą kartą jie buvo suformuoti 10-4 sekundėmis po Didžiojo sprogimo maždaug prieš 13.8 milijardo metų ir suvaidino svarbų vaidmenį evoliucijoje visata. Jų nuolat susidaro didžiulis kiekis branduolių sintezės reakcijose žvaigždėse, įskaitant saulę, žemės branduoliniuose reaktoriuose ir radioaktyviojo skilimo metu. Jie taip pat svarbūs supernovos procese žvaigždės gyvavimo cikle ir suteikia ankstyvus signalus apie supernovos sprogimus. Subatominiame lygmenyje, neutrinai suteikia įrankį nukleonų struktūrai tirti. neutrinai taip pat galėtų padėti paaiškinti materijos ir antimedžiagos asimetriją.
Nepaisant šios svarbos, dar daug kas nežinoma neutrinai. Mes nežinome, kaip jie sąveikauja su kitomis dalelėmis. Panašiai, nuo tada, kai buvo atrasti neutrinų virpesiai, žinoma, kad neutrinai turi ne nulį masė. Žinome, kad neutrinai turi labai mažus masė ir yra lengviausios iš visų elementariųjų dalelių, tačiau tiksli jų masė vis dar nenustatyta. Norėdami geriau suprasti visata, labai svarbu, kad neutrinų masė būtų tiksliai išmatuota.
KArlsruhe TRItium Neutrino Eksperimentas (KATRIN) Karlsrūhės technologijos institute (KIT), šešių šalių bendradarbiaujantis projektas, skirtas neutrinų masės matavimui mažesniu nei eV tikslumu.
2019 m. KATRIN eksperimentas paskelbė, kad neutrinai sveria ne daugiau kaip 1.1 eV, o tai yra dvigubai daugiau, palyginti su ankstesniais 2 eV viršutinės ribos matavimais.
1 eV arba elektronvoltas yra energija, kurią elektronas įgyja, kai elektrono elektrinis potencialas padidėja vienu voltu ir yra lygus 1.602 × 10-19 džaulis. Subatominiu lygiu patogu išreikšti masę energija pagal masės ir energijos simetriją pagal E = mc2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 kg.
14 m. vasario 2022 d. KATRIN Collaboration paskelbė apie neutrinų masės matavimą beprecedenčiu tikslumu ir atskleidžia, kad neutrinai yra lengvesni nei 0.8 eV, taip įveikdami 1 eV barjerą neutrinų fizikoje.
Mokslininkų komanda siekia tęsti neutrinų masės matavimus iki 2024 m. pabaigos. Nuo 2025 m., pasitelkus naują detektorių sistemą TRISTAN, KATRIN eksperimentas pradės sterilių neutrinų paieškas. Kadangi masė yra KeV diapazone, sterilūs neutrinai būtų kandidatai į paslaptingą tamsiąją medžiagą.
***
Šaltiniai:
- Karlsrūhės tričio neutrino eksperimentas (KATRIN). Galimas adresu https://www.katrin.kit.edu/
- Karlsruhe technologijos institutas (KIT). Pranešimas spaudai 012/2022 – Neutrinai yra lengvesni nei 0.8 elektronų voltų. Paskelbta 14 m. vasario 2022 d. Prieinama https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- KATRIN bendradarbiavimas. Tiesioginis neutrino masės matavimas su subelektronvoltų jautrumu. Nat. Fizik. 18, 160–166 (2022). Paskelbta: 14 m. vasario 2022 d. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
