Το πείραμα KATRIN με εντολή να ζυγίζει τα νετρίνα ανακοίνωσε μια πιο ακριβή εκτίμηση του ανώτατου ορίου της μάζας του – τα νετρίνα ζυγίζουν το πολύ 0.8 eV, δηλαδή τα νετρίνα είναι ελαφρύτερα από 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
νετρίνα (κυριολεκτικά, τα μικρά ουδέτερα) είναι τα πιο άφθονα στοιχειώδη σωματίδια στο σύμπαν. Είναι σχεδόν πανταχού παρόντα, στον γαλαξία, στον ήλιο, σε όλο τον χώρο γύρω μας. Τρισεκατομμύρια νετρίνα περνούν από το σώμα μας κάθε δευτερόλεπτο χωρίς να αλληλεπιδρούν με κανένα άλλο σωματίδιο.
Σχηματίστηκαν για πρώτη φορά 10-4 seconds after the big bang about 13.8 billion years ago and played an important role in the evolution of σύμπαν. They are continuously formed in huge amount in nuclear fusion reactions in the stars including in the sun, in the nuclear reactors on the earth and in radioactive decays. They are also important in the supernova process in a star’s life cycle and provide early signals of supernova explosions. At subatomic level, νετρίνα παρέχει ένα εργαλείο για τη μελέτη της δομής των νουκλεονίων. νετρίνα θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει την ασυμμετρία ύλης-αντιύλης.
Παρά τη σημασία όλων αυτών, πολλά είναι ακόμα άγνωστα νετρίνα. We do not know how they interact with other particles. Similarly, since the discovery of neutrino oscillations, it is known that neutrinos have non-zero mass. We know that neutrinos have very small mass and are the lightest of all elementary particles but their exact mass still remains undetermined. For a better understanding of the σύμπαν, it is crucial that the mass of neutrinos is measured accurately.
Το πείραμα TRItium Neutrino KArlsruhe (KATRIN) στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης (KIT), το συλλογικό εγχείρημα έξι χωρών είναι αφιερωμένο στη μέτρηση της μάζας των νετρίνων με ακρίβεια sub-eV.
Το 2019, το πείραμα KATRIN είχε ανακοινώσει ότι τα νετρίνα ζυγίζουν το πολύ 1.1 eV που ήταν διπλάσια βελτίωση σε σχέση με προηγούμενες μετρήσεις άνω ορίου 2 eV
1 eV ή ηλεκτρον βολτ είναι η ενέργεια που αποκτάται από ένα ηλεκτρόνιο όταν το ηλεκτρικό δυναμικό στο ηλεκτρόνιο αυξάνεται κατά ένα βολτ και είναι ίσο με 1.602 × 10-19 μονάδα ενέργειας ή έργου. Σε υποατομικό επίπεδο, είναι βολικό να εκφράζουμε τη μάζα σε όρους ενέργειας ακολουθώντας τη συμμετρία μάζας-ενέργειας σύμφωνα με E=mc2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 κιλά.
Στις 14 Φεβρουαρίου 2022, η KATRIN Collaboration ανακοίνωσε τη μέτρηση της μάζας των νετρίνων με μια άνευ προηγουμένου ακρίβεια αποκαλύπτοντας ότι τα νετρίνα είναι ελαφρύτερα από 0.8 eV, σπάζοντας έτσι το φράγμα του 1 eV στη φυσική των νετρίνων.
Η ερευνητική ομάδα στοχεύει να συνεχίσει με τις περαιτέρω μετρήσεις της μάζας των νετρίνων μέχρι το τέλος του 2024. Από το 2025, με τη βοήθεια του νέου συστήματος ανιχνευτή TRISTAN, το πείραμα KATRIN θα ξεκινήσει μια έρευνα για στείρα νετρίνα. Με μάζες στην περιοχή KeV, τα στείρα νετρίνα θα ήταν υποψήφια για τη μυστηριώδη σκοτεινή ύλη.
***
Πηγές:
- Πείραμα Νετρίνου Τριτίου Καρλσρούης (KATRIN). Διαθέσιμο στο https://www.katrin.kit.edu/
- Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης (KIT). Δελτίο Τύπου 012/2022 – Τα νετρίνα είναι ελαφρύτερα από 0.8 ηλεκτρονβόλτ. Δημοσιεύτηκε στις 14 Φεβρουαρίου 2022. Διαθέσιμο στο https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- Η Συνεργασία KATRIN. Άμεση μέτρηση μάζας νετρίνων με ευαισθησία υποηλεκτρονβολτ. Nat. Phys. 18, 160–166 (2022). Δημοσιεύθηκε: 14 Φεβρουαρίου 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
