Doorbraak in Neutrino Massa bij Karlsruhe Experiment

In een baanbrekende prestatie heeft het Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) experiment in Duitsland een nieuw wereldrecord gevestigd door de bovengrens van de neutrino massa te verfijnen. Deze mijlpaal, bereikt door de gezamenlijke inspanningen van meer dan twintig onderzoeksinstituten uit zeven landen, markeert een belangrijke vooruitgang in de deeltjesfysica.

Het onthullen van de mysteries van neutrino's

Neutrino's, ongrijpbare deeltjes die het universum doordringen, spelen een cruciale rol bij het vormgeven van grootschalige galactische structuren. Hun minuscule maar niet-nul massa dient als een belangrijke indicator van voorheen onbekende fysische processen. Nauwkeurige meting van de neutrino massa is essentieel voor het begrijpen van de fundamentele natuurwetten en het bepalen van de totale massa van het universum.

Het experiment, dat gebruik maakt van het bètaverval van tritium, een onstabiele waterstofisotoop, maakt gebruik van een spectrometer om de neutrino massa te meten. De nieuwe limiet is 0,45 elektronvolt, een verbetering van 0,35 elektronvolt ten opzichte van het resultaat van 2022. "De huidige bovengrens houdt KATRIN aan de top van de wereldranglijst op het gebied van directe neutrino massa meting," aldus Kathrin Valerius van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT).

Bijdrage van Tsjechische wetenschappers

Een team van het Institute of Nuclear Physics van de Tsjechische Academie van Wetenschappen heeft een belangrijke bijdrage geleverd aan het experiment. Hun belangrijkste bijdrage was de ontwikkeling van een gasvormige bron van mono-energetische elektronen op basis van het radioactieve verval van een krypton-isotoop. Volgens Drahoslav Vénos is deze bron de gouden standaard voor energiekalibratie en maakt deze cruciale correcties mogelijk bij het bepalen van de neutrino massa.

De zoektocht naar het bepalen van de neutrino massa heeft fysici sinds het begin van de 20e eeuw geboeid. Vroege pogingen in 1948 stelden de bovengrens vast op 5000 elektronvolt, een waarde die 11.000 keer hoger is dan het huidige resultaat. Deze nieuwe meting vertegenwoordigt een monumentale sprong in ons begrip van deze fundamentele deeltjes.