Новый дикий метод наконец-то может измерить неуловимое нейтрино
Нейтрино — это многочисленные субатомные частицы, которые играют решающую роль в составе Вселенной. Первоначально считавшиеся безмассовыми, эти едва обнаруживаемые частицы, согласно обновленным теориям, должны что-то весить.
Точно то, что это за измерение, еще предстоит определить экспериментально. Международная группа ученых придумала новый способ разгадать эту маленькую загадку.
Знание массы нейтрино стало бы огромным моментом для науки, не в последнюю очередь помогая выяснить, как возникла ранняя Вселенная. впервые начали, но эти частицы отказались хорошо работать с нашими нынешними инструментами и детекторами.
Ответ, предложенный в новом исследовании, может заключаться в отслеживании бета-распада, особенно в редком радиоактивном типе водород, называемый тритием. Этот естественный процесс радиоактивного распада можно наблюдать и, потенциально, выявить вес участвующих в нем нейтрино.
«В принципе, с развитием технологий и расширением масштабов у нас есть реальный шанс достичь диапазона необходимо определить массу нейтрино», — говорит физик Брент ВанДевендер из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории.
Когда тритий распадается, он создает три субатомные частицы: ион гелия, электрон и нейтрино. Зная общую массу и массу других частиц, ученые надеются, что недостающая масса будет массой нейтрино.
Этот подход основан на так называемой циклотронной радиационной эмиссионной спектроскопии или CRES, которая может улавливают микроволновое излучение убегающих электронов, когда они движутся вдоль магнитного поля, и, таким образом, делают вывод об эффектах сопутствующего нейтрино.
«Нейтрино невероятно легкое», — говорит физик Талия Вайс из Йельского университета. «Он более чем в 500 000 раз легче электрона. Поэтому, когда нейтрино и электроны создаются одновременно, масса нейтрино оказывает лишь незначительное влияние на движение электрона».
«Мы хотим увидеть Этот небольшой эффект. Итак, нам нужен сверхточный метод, чтобы измерить, как быстро движутся электроны».
CRES использовался и раньше в подобных экспериментах, но последнее исследование является первым, в котором анализируется бета-тритий. распадается и определяют верхний предел массы нейтрино. Более того, CRES имеет потенциал для масштабирования и развития лучше, чем любая другая технология такого типа, хотя все еще существуют серьезные технические препятствия, которые необходимо преодолеть.
Как отмечают исследователи, масса нейтрино имеет жизненно важное значение в физике на сегодняшний день. любого масштаба, включая физику ядра и элементарных частиц, астрофизику и космологию. Возможно даже, что когда мы взвесим эту частицу, нам придется бороться с совершенно новой отраслью физики.
«Никто больше этим не занимается», — говорит физик Элиза Новицки из Университета. Вашингтона. «Мы не берем существующую методику и не пытаемся ее немного усовершенствовать. Мы словно на Диком Западе».
Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.
