Đột Phá về Khối Lượng Neutrino tại Thí Nghiệm Karlsruhe

Trong một thành tựu mang tính đột phá, thí nghiệm Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) ở Đức đã thiết lập một kỷ lục thế giới mới bằng cách tinh chỉnh giới hạn trên của khối lượng neutrino. Cột mốc này, đạt được thông qua những nỗ lực hợp tác của hơn hai mươi tổ chức nghiên cứu từ bảy quốc gia, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong vật lý hạt.

Khám Phá Những Bí Ẩn của Neutrino

Neutrino, những hạt khó nắm bắt tràn ngập vũ trụ, đóng một vai trò quan trọng trong việc định hình các cấu trúc thiên hà quy mô lớn. Khối lượng cực nhỏ nhưng khác không của chúng đóng vai trò như một chỉ số quan trọng của các quá trình vật lý chưa được biết đến trước đây. Việc đo lường chính xác khối lượng neutrino là điều cần thiết để hiểu các quy luật cơ bản của tự nhiên và xác định khối lượng tổng thể của vũ trụ.

Thí nghiệm, sử dụng sự phân rã beta của tritium, một đồng vị hydro không ổn định, sử dụng một máy quang phổ để đo khối lượng neutrino. Giới hạn mới là 0,45 electronvolt, cải thiện so với kết quả năm 2022 là 0,35 electronvolt. Kathrin Valerius từ Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) cho biết: "Giới hạn trên hiện tại giúp KATRIN đứng đầu bảng xếp hạng thế giới trong lĩnh vực đo khối lượng neutrino trực tiếp."

Đóng Góp của Các Nhà Khoa Học Séc

Một nhóm từ Viện Vật lý Hạt nhân thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Séc đã đóng góp đáng kể vào thí nghiệm. Đóng góp chính của họ là phát triển một nguồn khí electron đơn năng dựa trên sự phân rã phóng xạ của một đồng vị krypton. Theo Drahoslav Vénos, nguồn này là tiêu chuẩn vàng để hiệu chỉnh năng lượng và cho phép các điều chỉnh quan trọng trong việc xác định khối lượng neutrino.

Cuộc tìm kiếm để xác định khối lượng neutrino đã thu hút các nhà vật lý từ đầu thế kỷ 20. Các nỗ lực ban đầu vào năm 1948 đã đặt giới hạn trên ở mức 5000 electronvolt, một giá trị cao hơn 11.000 lần so với kết quả hiện tại. Phép đo mới này thể hiện một bước nhảy vọt to lớn trong sự hiểu biết của chúng ta về các hạt cơ bản này.