A neutrínók mérésére felhatalmazott KATRIN kísérlet pontosabb becslést közölt a felső határára vonatkozóan tömeg - neutrínók legfeljebb 0.8 eV súlyúak, azaz a neutrínók 0.8 eV-nál könnyebbek (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
A neutrínók (szó szerint a kis semlegesek) a legnagyobb mennyiségben előforduló elemi részecskék a világegyetem. Szinte mindenütt jelen vannak Galaxy, napfényben, mindenben hely körülöttünk. Neutrínók trilliói haladnak át testünkön másodpercenként anélkül, hogy kölcsönhatásba lépnének más részecskékkel.
10-én alakultak először-4 másodperccel az ősrobbanás után, körülbelül 13.8 milliárd évvel ezelőtt, és fontos szerepet játszott a fejlődésében világegyetem. Folyamatosan hatalmas mennyiségben keletkeznek magfúziós reakciókban a csillagokban, beleértve a napot, a földi atomreaktorokban és a radioaktív bomlásokban. A szupernóva-folyamatban is fontosak a csillagok életciklusában, és korai jeleket adnak a szupernóva-robbanásokról. szubatomi szinten, neutrínók eszközt biztosít a nukleonok szerkezetének tanulmányozására. A neutrínók segíthet megmagyarázni az anyag-antianyag aszimmetriát is.
Mindezen fontosságok ellenére még mindig sok mindenről nem tudunk neutrínók. Nem tudjuk, hogyan lépnek kölcsönhatásba más részecskékkel. Hasonlóképpen, a neutrínó rezgésének felfedezése óta ismert, hogy a neutrínók nullától eltérő tömeg. Tudjuk, hogy a neutrínók nagyon kicsik tömeg és a legkönnyebb elemi részecskék, de pontos tömegük továbbra is meghatározatlan. A jobb megértéshez a világegyetem, kulcsfontosságú, hogy a neutrínók tömegét pontosan megmérjék.
A Karlsruhei Technológiai Intézetben (KIT) működő KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment (KATRIN) hat ország együttműködési vállalkozása a neutrínók tömegének eV alatti pontossággal történő mérésére irányul.
2019-ben a KATRIN kísérlet bejelentette, hogy a neutrínók legfeljebb 1.1 eV-ot nyomnak, ami kétszeres előrelépést jelent a korábbi 2 eV-os felső határértékhez képest.
Az 1 eV vagy elektronvolt az az energia, amelyet az elektron nyer, ha az elektronnál lévő elektromos potenciál 1.602 volttal nő, és egyenlő 10 × XNUMX-19 joule. Szubatomi szinten célszerű a tömeget energiában kifejezni a tömeg-energia szimmetriát követve, az E=mc szerint2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 kg.
14. február 2022-én a KATRIN Collaboration bejelentette a neutrínók tömegének példátlan pontosságú mérését, amely feltárja, hogy a neutrínók 0.8 eV-nál könnyebbek, így áttörik az 1 eV-os korlátot a neutrínófizikában.
A kutatócsoport célja a neutrínótömeg további méréseinek folytatása 2024 végéig. 2025-től az új TRISTAN detektorrendszer segítségével a KATRIN kísérlet steril neutrínók felkutatásába kezd. A KeV tartományba eső tömegekkel a steril neutrínók a titokzatos sötét anyag jelöltjei lehetnek.
***
Források:
- Karlsruhe trícium-neutrínó kísérlet (KATRIN). Elérhető https://www.katrin.kit.edu/
- Karlsruhe Technológiai Intézet (KIT). Sajtóközlemény 012/2022 – A neutrínók könnyebbek, mint 0.8 elektron volt. Feladás dátuma: 14. február 2022. Elérhető: https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- A KATRIN Együttműködés. Közvetlen neutrínótömegmérés szubelektronvoltos érzékenységgel. Nat. Phys. 18, 160–166 (2022). Közzétéve: 14. február 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
