A KATRIN új rekordot döntött: a neutrínó tömege először 0,45 eV!

A KATRIN új rekordot döntött: a neutrínó tömege először 0,45 eV!

2025. április 11-én a Karlsruhei Technológiai Intézetben (KIT) a „Karlsruhe Trícium Neutrinó Kísérlet” (KATRIN) jelentős előrelépést ért el a neutrínókutatás terén. folyóiratban megjelent cikkbenTudományközzétételre került, a neutrínótömeg új, legfeljebb 0,45 elektronvolt (eV) felső határát határozták meg, ami mindössze 8 x 10^-37kilogrammnak felel meg. Ez a felfedezés globális rekordot jelent, és kulcsfontosságú a világegyetem egyik legkevésbé megértett részecskéjének fizikai tulajdonságainak megvilágításához. A neutrínó tömegének pontos mérése központi szerepet játszik az alapvető természeti törvények megértésében, amint azt a KATRIN együttműködés magyarázza.

A neutrínók, amelyek három fő típusban léteznek – elektron-, müon- és tau-neutrínók – elektromosan semlegesek, és ritkán reagálnak az anyaggal. A KATRIN kísérlet a trícium béta-bomlását használja a neutrínó tömegének pontos mérésére. A folyamat során a neutron protonná alakul, és egy elektront és egy elektron antineutrínót bocsát ki. E részecskék energiaeloszlásának elemzése lehetővé teszi a tudósok számára, hogy következtetéseket vonjanak le a neutrínók tömegére vonatkozóan. A 2025-ös neutrínók becsült tömegére vonatkozó információk 90%-os biztonsággal megközelítik a 0,3 eV-ot.

A KATRIN kísérlet technikai részletei

A KATRIN rendszer 70 méter hosszú, és egy tíz méter átmérőjű nagyfelbontású spektrométert tartalmaz. A neutrínótömeg-méréseket összesen 259 napon keresztül, öt mérési kampányban végezték, amelyek során körülbelül 36 millió elektront elemeztek. Ez az adatmennyiség hatszorosára meghaladja a korábbi méréseket, és lehetővé teszi a neutrínók tömegének sokkal pontosabb tanulmányozását. KATRIN eredményei azt az elméletet is megerősítik, hogy a neutrínók legalább egymilliószor könnyebbek az elektronoknál, és megerősítik a bizonyítékot arra, hogy a neutrínók tömeggel rendelkeznek – ez a szempont ellentmond a Standard Modell hagyományos feltételezésének.

A kutatók jelentősen finomították a neutrínómérés határait a továbbfejlesztett adatgyűjtési módszerek és a szisztematikus bizonytalanságok csökkentése révén. Christian Weinheimer, a Münsteri Egyetem munkatársa, a kísérlet egyik korábbi előadója és csapata kulcsszerepet játszott a KATRIN felállításában és működtetésében, és innovatív elemzési és mérési módszereket fejlesztettek ki, amelyek jelentősen növelik a kísérletek érzékenységét.

Kitekintés és jövőbeli projektek

A KATRIN keretein belül a neutrínótömeg-mérés 2025 végéig tart. 2026-tól egy új, TRISTAN nevű detektorrendszer csatlakozik, amely lehetővé teszi a hipotetikus steril neutrínók felkutatását. Emellett a KATRIN++ nevű kutatási és fejlesztési program is folyamatban van a neutrínótömeggel kapcsolatos jövőbeli kísérletek koncepcióinak kidolgozására. Hét ország több mint 20 intézményének tudósai vesznek részt ebben a nemzetközi közös projektben.

Összefoglalva, a KATRIN kísérlet előrehaladása nemcsak azt mutatja meg, hogy a neutrínók kutatása mennyire fontos az univerzumunk megértéséhez, hanem azt is, hogy milyen innovatív megközelítések lehetségesek a modern részecskefizikában. A KATRIN eredményei kitágítják a tudás határait, és rávilágítanak a tudósok előtt álló óriási kihívásokra. Ennek a kutatásnak az eredményei és technikái a részecskefizika egész területét véglegesen megváltoztathatják.

A KATRIN kísérlet eredményeivel kapcsolatos további információkért olvassa el a jelentéseket uni-muenster.de, deinkalert.org és kit.edu.