KATRIN stabilisce un nuovo record: massa del neutrino per la prima volta a 0,45 eV!

KATRIN stabilisce un nuovo record: massa del neutrino per la prima volta a 0,45 eV!

L’11 aprile 2025, il “Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment” (KATRIN) presso il Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ha compiuto notevoli progressi nella ricerca sui neutrini. In un articolo pubblicato sulla rivistaScienzaè stato pubblicato, è stato determinato un nuovo limite superiore per la massa del neutrino di massimo 0,45 elettronvolt (eV), che è di soli 8 x 10^-37corrisponde ai chilogrammi. Questa scoperta rappresenta un record globale ed è fondamentale per far luce sulle proprietà fisiche di una delle particelle meno comprese nell’universo. La misurazione precisa della massa del neutrino è fondamentale per comprendere le leggi fondamentali della natura, come spiega la collaborazione KATRIN.

I neutrini, che esistono in tre tipi principali: neutrini elettronici, muonici e tauonici, sono elettricamente neutri e raramente reagiscono con la materia. L'esperimento KATRIN utilizza il decadimento beta del trizio per misurare con precisione la massa del neutrino. Durante questo processo, un neutrone si trasforma in un protone ed emette un elettrone e un antineutrino elettronico. L'analisi della distribuzione energetica di queste particelle consente agli scienziati di trarre conclusioni sulla massa dei neutrini. Le informazioni sulla massa stimata dei neutrini nel 2025 prevedono di avvicinarsi a 0,3 eV con una confidenza del 90%.

Dettagli tecnici dell'esperimento KATRIN

Il sistema KATRIN è lungo 70 metri e comprende uno spettrometro ad alta risoluzione con un diametro di dieci metri. Le misurazioni della massa dei neutrini sono state effettuate per un totale di 259 giorni in cinque campagne di misurazione, durante le quali sono stati analizzati circa 36 milioni di elettroni. Questa quantità di dati supera di sei volte le misurazioni precedenti e consente uno studio molto più preciso della massa dei neutrini. I risultati di KATRIN confermano anche la teoria secondo cui i neutrini sono almeno un milione di volte più leggeri degli elettroni e rafforzano la prova che i neutrini hanno massa, un aspetto che contraddice l'ipotesi tradizionale del Modello Standard.

I ricercatori hanno affinato in modo significativo i limiti delle misurazioni dei neutrini attraverso metodi migliorati di raccolta dati e riducendo le incertezze sistematiche. Christian Weinheimer dell'Università di Münster, uno dei precedenti relatori dell'esperimento, e il suo team hanno svolto un ruolo chiave nella creazione e nel funzionamento di KATRIN e hanno sviluppato metodi di analisi e misurazione innovativi che aumentano significativamente la sensibilità degli esperimenti.

Prospettive e progetti futuri

Le misurazioni della massa dei neutrini nell'ambito di KATRIN dureranno fino alla fine del 2025. Dal 2026 in poi verrà collegato un nuovo sistema di rilevamento chiamato TRISTAN, che consentirà la ricerca di ipotetici neutrini sterili. Inoltre, è in corso un programma di ricerca e sviluppo chiamato KATRIN++ per sviluppare concetti per futuri esperimenti sulla massa dei neutrini. Scienziati provenienti da oltre 20 istituzioni di sette paesi sono coinvolti in questo progetto congiunto internazionale.

In sintesi, i progressi dell’esperimento KATRIN mostrano non solo quanto sia importante la ricerca sui neutrini per comprendere il nostro universo, ma anche quali approcci innovativi siano possibili nella moderna fisica delle particelle. Le scoperte di KATRIN ampliano i confini della conoscenza ed evidenziano le enormi sfide che gli scienziati devono affrontare. I risultati e le tecniche di questa ricerca hanno il potenziale per cambiare permanentemente l’intero campo della fisica delle particelle.

Per ulteriori informazioni sui risultati dell'esperimento KATRIN, leggi i rapporti uni-muenster.de, deinkalert.org E kit.edu.