Прорив у вимірюванні маси нейтрино в експерименті Karlsruhe

У новаторському досягненні експеримент Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) у Німеччині встановив новий світовий рекорд, уточнивши верхню межу маси нейтрино. Ця віха, досягнута завдяки спільним зусиллям понад двадцяти науково-дослідних установ із семи країн, знаменує значний прогрес у фізиці елементарних частинок.

Розкриття таємниць нейтрино

Нейтрино, невловимі частинки, які пронизують Всесвіт, відіграють вирішальну роль у формуванні великомасштабних галактичних структур. Їхня мізерна, але ненульова маса служить ключовим показником раніше невідомих фізичних процесів. Точне вимірювання маси нейтрино є важливим для розуміння фундаментальних законів природи та визначення загальної маси Всесвіту.

В експерименті, який використовує бета-розпад тритію, нестабільного ізотопу водню, використовується спектрометр для вимірювання маси нейтрино. Нова межа становить 0,45 електронвольт, що покращує результат 2022 року на 0,35 електронвольт. «Поточна верхня межа утримує KATRIN на вершині світового рейтингу в галузі прямого вимірювання маси нейтрино», — заявила Катрін Валеріус з Технологічного інституту Карлсруе (KIT).

Внесок чеських вчених

Команда з Інституту ядерної фізики Академії наук Чехії зробила значний внесок в експеримент. Їхнім ключовим внеском була розробка газового джерела моноенергетичних електронів на основі радіоактивного розпаду ізотопу криптону. За словами Драгослава Веноса, це джерело є золотим стандартом для калібрування енергії та дозволяє вносити важливі корективи у визначення маси нейтрино.

Прагнення визначити масу нейтрино захоплює фізиків з початку 20 століття. Ранні спроби в 1948 році встановили верхню межу на рівні 5000 електронвольт, що в 11 000 разів перевищує поточний результат. Це нове вимірювання являє собою монументальний стрибок у нашому розумінні цих фундаментальних частинок.