Предел массы нейтрино сократили вдвое

Международная группа ученых объявила о прорыве в измерении массы нейтрино, одной из самых распространенных, но все же неуловимых элементарных частиц в нашей Вселенной. Исследование показало, что масса этой частицы не может превышать 1 электронвольт. Об этом авторы работы доложили на конференции TAUP 2019.

«Знание массы нейтрино позволит ученым ответить на фундаментальные вопросы космологии, астрофизики и физики элементарных частиц. Например, на вопрос о том, как эволюционировала Вселенная или какая физика существует за пределами Стандартной модели, — отмечает заслуженный профессор физики Вашингтонcкого университета Хэмиш Робертсон. — Результаты, полученные в ходе эксперимента KATRIN, уменьшают предыдущий диапазон масс для нейтрино в два раза и устанавливают более строгие критерии того, чему равна масса нейтрино на самом деле».

В работе установки KATRIN в Технологическом институте Карлсруэ принимают участие ученые из 20 научно-исследовательских институтов по всему миру. Проект начал работу в 2016 году, и с тех пор исследователи стараются как можно точнее измерить массу неуловимой частицы. Ученые KATRIN не могут непосредственно измерить это значение, но есть косвенный способ. Можно исследовать физические характеристики электронов. Удобнее всего это делать с помощью измерения излучения трития — радиоактивного изотопа водорода.

Большая часть электронно-нейтринных пар, испускаемых тритием, поровну делят свою энергетическую нагрузку в 18,560 эВ. Но в редких случаях электрон забирает почти всю энергию, оставляя лишь крошечное ее количество для нейтрино. Эти редкие пары — то, что ищут ученые KATRIN. С их помощью можно измерить энергию нейтрино, а значит, и его массу.

Источник трития генерирует около 25 миллиардов электрон-нейтринных пар каждую секунду, и лишь небольшая часть из них является тем, что ищут исследователи. Установка KATRIN в Карлсруэ использует сложную систему магнитов, чтобы направить электрон от источника трития к электростатическому спектрометру, который измеряет энергию электронов с высокой точностью.

Новые измерения и анализ данных с момента запуска KATRIN позволил уточнить верхний предел массы элементарной частицы. Он оказался равен одному электронвольту, хотя в более ранних работах было получено значение 2 эВ.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.