Нове розуміння ваги нейтрино - SWR2

«Привидні частинки» також мають масу

Наше сонце виділяє нейтрино, коли водень плавиться, утворюючи гелій. Мільярди нейтрино, які часто називають частинками-привидами, вражають землю щосекунди і вони настільки малі та легкі, що вчені довгий час вважали, що у них взагалі немає маси. Але сьогодні ми знаємо, що нейтрино мають масу.

Зараз доступні перші результати вимірювань надточного нейтринного балансу в Карлсруе. Дивовижний результат: маса нейтрино навіть менша, ніж передбачалося. Фізик з Карлсруе Магнус Шлёссер пояснює:

Зараз ми знаємо, що нейтрино має бути принаймні легшим за 1 електрон-вольт. Важко уявити: маса електрона буде нулем з 36 нулями, а потім одиницею в кілограмах, тобто неймовірно малою масою.

Нейтрино як велика нерозгадана загадка у фізиці

Магнус Шлёссер є частиною команди, що складається з понад ста вчених та експертів з усього світу. За допомогою гігантської шкали нейтрино KATRIN ви вирішуєте одну з найбільших загадок у фізиці: що важить нейтрино? KATRIN розшифровується як "Нейтринний експеримент з тритієм Карлсруе".

Мегасистема була побудована в 2001 році спеціалізованою компанією в Деггендорфі, Баварія. Навіть транспорт до Карлсруе був досить складним. Катрін була занадто величезна для автобану, тому її майже виключно перевозили на кораблі через Рейн.

Останні кілометри 200-тонної споруди вели вузькими вуличками до дослідницького центру Карлсруе. Тут збирали ваги.

Нейтрино як реліквії Великого Вибуху

Багато зусиль для маленьких нейтрино. Але воно того варте, кажуть фізики: наприклад, у кожному кубічному сантиметрі Всесвіту все ще можна знайти 300 нейтрино, що залишилися від Великого вибуху.

Крім того, існують такі джерела, як Сонце та наднові, які виробляють величезну кількість нейтрино. Вони також приходять на землю і йдуть прямо через нас. Цей потік нейтрино, який весь час проходить через нас, на кожному квадратному сантиметрі налічує близько мільярда нейтрино, ми навіть не помічаємо цього, оскільки нейтрино взаємодіють надзвичайно слабо.

Зважування нейтрино трюком

Зважування нейтрино надзвичайно трудомістке і працює лише з хитрістю. KATRIN довжиною близько 70 метрів. Вчені подають тритій в систему з одного кінця.

Тритій - це радіоактивна версія водню. Коли він розпадається, він створює електрон і електронне нейтрино.
Разом вони завжди несуть однакову кількість енергії - ось ядро ​​фокусу зважування нейтрино. Тому що нейтрино не можуть дістати вчених. Але електрони можуть, і вони можуть виміряти свою енергію.

Лише декілька дуже енергетично заряджених електронів пробиваються до спектрометра. Тут вчені вимірюють, наскільки висока енергія електронів. Це показує, скільки енергії повинно було отримати нейтрино і - яку масу воно має.

Результати вимірювань Катрін можуть зробити революцію у фізиці

Тепер завдання зробити вимірювання ще більш чутливими та підвищити чутливість виявлення. Вчені продовжать працювати над цим до 2024 року. Наприкінці має пройти тисячу вимірювальних днів. Фізик Магнус Шлессер захоплений:

Приємно те, що ми справді робимо те, що знаходиться на межі того, що можливо з наукової точки зору. І зараз ми намагаємось продовжити ці межі.

Це буде захоплюючим у найближчі кілька років, тому що тепер ясно, що баланс нейтрино працює дуже добре. Результати вимірювань можуть змінити фізику. Зрештою, сума всіх нейтрино могла б, наприклад, брати важливу роль у загадковій "темній матерії".