Ранее в этом году распадающиеся изотопы водорода дали нам самое маленькое измерение массы нейтрино.
Измерив распределение по энергии электронов, высвобождаемых при бета-распаде трития, физики определили, что Верхний предел массы электронного антинейтрино составляет всего 0,8 электронвольта.
Это 1,6 × 10–36 кг в метрической массе и очень, очень чертовски мало в имперской.
p>
Хотя у нас все еще нет точных измерений, их сужение приближает нас к пониманию этих странных частиц, роли, которую они играют во Вселенной, и возможного влияния на наши текущие теории физики.
Достижение было достигнуто в эксперименте по тритиевым нейтрино в Карлсруэ (KATRIN) в Германии.
«Вторая кампания по измерению массы нейтрино KATRIN, представленная здесь, достигли субэлектронвольтной чувствительности», — написали исследователи в своей статье, опубликованной в феврале 2022 года.
«В сочетании с первой кампанией , мы установили улучшенный верхний предел mν
Нейтрино очень своеобразны. Они являются одними из самых распространенных субатомных частиц во Вселенной, похожих на электроны, но без заряда и почти без массы.
Это означает, что они очень редко взаимодействуют с обычным веществом; на самом деле, прямо сейчас через ваше тело проходят миллиарды.
Вот почему мы называем их призрачными частицами. Это также делает их невероятно трудными для обнаружения. У нас есть некоторые методы обнаружения, такие как детекторы черенковских нейтрино, но они косвенные, улавливающие эффекты пролетающих нейтрино, а не сами нейтрино.
Все это означает, что измерение околонулевой массы этих частиц является особенно сложной задачей.
Но если мы сможем получить измерение этого свойства, мы сможем узнать о Вселенной гораздо больше. К сожалению, это тоже очень сложно сделать. Вы не можете просто взять крошечные весы, положить на них нейтрино и закончить.
KATRIN использует бета-распад нестабильного радиоактивного изотопа водорода, называемого тритием, для исследования массы нейтрино. . В 70-метровой (230-футовой) камере газообразный тритий распадается на гелий, электрон и электронное антинейтрино, а результаты исследует огромный чувствительный спектрометр.
Поскольку нейтрино настолько призрачны, это не так. возможно их измерить. Но физики почти уверены, что частица и ее античастица имеют равномерное распределение массы и энергии; поэтому, если вы измерите энергию электронов, вы можете получить энергию нейтрино.
Вот как команда получила верхний предел в 1 электронвольт для массы нейтрино еще в 2019 году.
Чтобы уточнить этот результат, команда объединила увеличение количества распадов трития с методами уменьшения загрязнения другими типами радиоактивного распада, что привело к уточнению их верхнего предела.
«Это кропотливая и сложная работа была единственным способом исключить систематическую погрешность нашего результата из-за искажающих процессов», — заявили физики Магнус Шлёссер из Технологического института Карлсруэ и Сюзанна Мертенс из Физического института Макса Планка в Германии.
«Мы особенно гордимся нашей аналитической группой, которая приняла этот огромный вызов с большой самоотдачей и добилась успеха.»
Результат знаменует собой первый случай, когда измерения нейтрино упали ниже порога в 1 электронвольт. Это важный результат, который, хотя и не совсем точная масса, позволит ученым уточнить физические модели Вселенной.
Между тем, коллаборация продолжит попытки уточнить измерения массы Вселенной. нейтрино.
«Дальнейшие измерения массы нейтрино будут продолжаться до конца 2024 года», — заявили исследователи.
«Чтобы полностью использовать потенциал этого уникального эксперимента, мы будем неуклонно увеличивать статистику сигнальных событий и постоянно разрабатывать и устанавливать обновления для дальнейшего снижения фоновой частоты.»
Результаты опубликованы в Nature Physics.
Версия этой статьи была впервые опубликована в феврале 2022 г.
Подключение пятого поколения или «5G» для сотовых технологий стало стандартом для сетей всего около пяти…
Каждую секунду через вас проходит около триллиона крошечных частиц, называемых нейтрино. Созданные во время Большого…
На ночной стороне экзопланеты Астролабос всегда темно и бурно.Там, в постоянной тени, обращенной в сторону…
Вы видели Солнце, но никогда не видели его таким. Этот единственный кадр из видео, снятого…
Аналог черной дыры может рассказать нам кое-что о неуловимом излучении, теоретически испускаемом реальной вещью.Использование цепочки…
Охота на неуловимую Девятую планету продолжается, и новое исследование утверждает, что располагает «самыми убедительными статистическими…