KATRIN uzstāda jaunu rekordu: neitrīno masa pirmo reizi līdz 0,45 eV!

KATRIN uzstāda jaunu rekordu: neitrīno masa pirmo reizi līdz 0,45 eV!

2025. gada 11. aprīlī Karlsrūes Tehnoloģiju institūta (KIT) “Karlsrūes tritija neitrīno eksperiments” (KATRIN) sasniedza ievērojamu progresu neitrīno izpētē. Rakstā, kas publicēts žurnālāZinātnetika publicēta, tika noteikta jauna neitrīno masas augšējā robeža, kas nepārsniedz 0,45 elektronvoltus (eV), kas ir tikai 8 x 10^-37atbilst kilogramiem. Šis atklājums ir globāls rekords un ir ļoti svarīgs, lai izgaismotu vienas no vismazāk izprotamajām daļiņām Visumā. Precīzs neitrīno masas mērījums ir galvenais, lai izprastu dabas pamatlikumus, kā skaidro KATRIN sadarbība.

Neitrīni, kas pastāv trīs galvenajos veidos - elektronu, mionu un tau neitrīno - ir elektriski neitrāli un reti reaģē ar vielu. KATRIN eksperimentā tiek izmantota tritija beta sabrukšana, lai precīzi izmērītu neitrīno masu. Šī procesa laikā neitrons pārvēršas par protonu un izstaro elektronu un elektronu antineitrīnu. Analizējot šo daļiņu enerģijas sadalījumu, zinātnieki var izdarīt secinājumus par neitrīno masu. Paredzams, ka informācija par aplēsto neitrīno masu 2025. gadā pietuvosies 0,3 eV ar 90% ticamību.

KATRIN eksperimenta tehniskā informācija

KATRIN sistēma ir 70 metrus gara un ietver augstas izšķirtspējas spektrometru ar desmit metru diametru. Neitrīno masas mērījumi tika veikti kopumā 259 dienu laikā piecās mērījumu kampaņās, kuru laikā tika analizēti aptuveni 36 miljoni elektronu. Šis datu apjoms sešas reizes pārsniedz iepriekšējos mērījumus un ļauj daudz precīzāk izpētīt neitrīno masu. KATRIN rezultāti arī apstiprina teoriju, ka neitrīno ir vismaz miljons reižu vieglāki par elektroniem un apstiprina pierādījumus tam, ka neitrīno ir masa - aspekts, kas ir pretrunā ar tradicionālo pieņēmumu standarta modelī.

Pētnieki ir ievērojami uzlabojuši neitrīno mērījumu robežas, uzlabojot datu vākšanas metodes un samazinot sistemātiskās nenoteiktības. Kristians Vainheimers no Minsteres universitātes, viens no iepriekšējiem eksperimenta runātājiem, un viņa komanda spēlēja galveno lomu KATRIN izveidē un darbībā, un viņi izstrādāja novatoriskas analīzes un mērīšanas metodes, kas ievērojami palielina eksperimentu jutīgumu.

Perspektīva un nākotnes projekti

Neitrīno masas mērījumi KATRIN ietvaros ilgs līdz 2025. gada beigām. No 2026. gada tiks pievienota jauna detektoru sistēma TRISTAN, kas ļaus meklēt hipotētiskus sterilus neitrīnus. Turklāt tiek īstenota pētniecības un attīstības programma KATRIN++, lai izstrādātu koncepcijas turpmākiem eksperimentiem ar neitrīno masu. Šajā starptautiskajā kopprojektā ir iesaistīti zinātnieki no vairāk nekā 20 iestādēm no septiņām valstīm.

Rezumējot, KATRIN eksperimenta progress ne tikai parāda, cik svarīgi ir neitrīno pētījumi, lai izprastu mūsu Visumu, bet arī to, kādas novatoriskas pieejas ir iespējamas mūsdienu daļiņu fizikā. KATRIN atklājumi paplašina zināšanu robežas un izceļ milzīgās problēmas, ar kurām saskaras zinātnieki. Šī pētījuma rezultāti un metodes var neatgriezeniski mainīt visu daļiņu fizikas jomu.

Papildinformāciju par KATRIN eksperimenta rezultātiem lasiet ziņojumos uni-muenster.de, deinkalert.org un kit.edu.