Forscher haben die bisher präziseste Messung erzielt und die maximal mögliche Masse des Neutrinos eingegrenzt. Die in *Science* veröffentlichten Ergebnisse verfeinern die obere Grenze der Neutrinomasse und bringen Physiker der Lösung von Inkonsistenzen innerhalb des Standardmodells, der vorherrschenden Theorie zur Beschreibung subatomarer Teilchen, näher. Das Standardmodell sagt fälschlicherweise voraus, dass Neutrinos masselos sein sollten, ein Widerspruch, den diese Forschung angeht.
Das Verständnis von Neutrinos könnte Einblicke in die Entwicklung des Universums geben, einschließlich der Galaxienhaufenbildung und der kosmischen Expansion seit dem Urknall. Neutrinos entstehen bei Kernreaktionen und existieren in drei "Flavours", die zwischen ihnen oszillieren, was impliziert, dass sie Masse besitzen, wenn auch extrem gering.
Das Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN)-Experiment wurde verwendet, um diese Präzision zu erreichen. Das Experiment verwendet Tritium, ein Wasserstoffisotop, das zu Helium zerfällt und dabei ein Elektron und ein Antineutrino aussendet. Durch die präzise Messung der Energie der emittierten Elektronen berechneten die Wissenschaftler indirekt die maximale Masse des Antineutrinos.
Das Team bestimmte die Masse des Neutrinos auf nicht mehr als 0,45 Elektronenvolt, was einer Millionstel der Masse eines Elektrons entspricht. Dies verbessert das KATRIN-Ergebnis von 2022 von 0,8 Elektronenvolt und ist fast doppelt so präzise. Die KATRIN-Kollaboration plant, die Messung mit weiteren Daten weiter zu verfeinern. Andere Experimente, wie Project 8 und das Deep Underground Neutrino Experiment, werden ebenfalls zum Verständnis der Neutrinomasse beitragen.
Diskrepanzen zwischen astronomischen Beobachtungen und Laborberechnungen deuten auf die Notwendigkeit einer Physik jenseits des Standardmodells hin. Diese neue Messung liefert ein entscheidendes Puzzleteil und öffnet möglicherweise Türen zu neuer Physik und einem tieferen Verständnis des Universums.