Suche
Mein Konto
KATRIN ustanawia nowy rekord: masa neutrina po raz pierwszy wyniosła 0,45 eV!
Uniwersytet w Münster odgrywa kluczową rolę w eksperymencie KATRIN dotyczącym precyzyjnego pomiaru neutrin, który potrwa do końca 2025 roku.
KATRIN ustanawia nowy rekord: masa neutrina po raz pierwszy wyniosła 0,45 eV!
11 kwietnia 2025 r. w ramach „Eksperymentu Karlsruhe Tritium Neutrino” (KATRIN) w Instytucie Technologicznym w Karlsruhe (KIT) osiągnięto niezwykły postęp w badaniach nad neutrinami. W artykule opublikowanym w czasopiśmieNaukaopublikowano nową górną granicę masy neutrin wynoszącą co najwyżej 0,45 elektronowoltów (eV), która wynosi zaledwie 8 x 10-37odpowiada kilogramom. Odkrycie to stanowi światowy rekord i ma kluczowe znaczenie dla rzucenia światła na właściwości fizyczne jednej z najmniej poznanych cząstek we wszechświecie. Jak wyjaśnia współpraca KATRIN, precyzyjny pomiar masy neutrin ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia podstawowych praw natury.
Neutrina, które występują w trzech głównych typach – neutrina elektronowe, mionowe i taonowe – są elektrycznie obojętne i rzadko reagują z materią. Eksperyment KATRIN wykorzystuje rozpad beta trytu do precyzyjnego pomiaru masy neutrina. Podczas tego procesu neutron przekształca się w proton i emituje elektron oraz antyneutrino elektronowe. Analiza rozkładu energii tych cząstek pozwala naukowcom wyciągnąć wnioski na temat masy neutrin. Informacje na temat szacowanej masy neutrin w 2025 r. mają zbliżyć się do 0,3 eV z 90% pewnością.
Szczegóły techniczne eksperymentu KATRIN
System KATRIN ma 70 metrów długości i zawiera spektrometr o wysokiej rozdzielczości o średnicy dziesięciu metrów. Pomiary masy neutrin prowadzono łącznie przez 259 dni w pięciu kampaniach pomiarowych, podczas których przeanalizowano około 36 milionów elektronów. Ta ilość danych sześciokrotnie przekracza dotychczasowe pomiary i umożliwia znacznie dokładniejsze badanie masy neutrin. Wyniki projektu KATRIN potwierdzają również teorię, że neutrina są co najmniej milion razy lżejsze od elektronów i wzmacniają dowody na to, że neutrina mają masę – aspekt, który zaprzecza tradycyjnemu założeniu Modelu Standardowego.
Naukowcy znacznie udoskonalili granice pomiarów neutrin poprzez ulepszone metody gromadzenia danych i zmniejszenie niepewności systematycznych. Christian Weinheimer z Uniwersytetu w Münster, jeden z poprzednich prelegentów eksperymentu, wraz z zespołem odegrał kluczową rolę w skonfigurowaniu i obsłudze KATRIN oraz opracowaniu innowacyjnych metod analizy i pomiarów, które znacznie zwiększają czułość eksperymentów.
Perspektywy i przyszłe projekty
Pomiary masy neutrin w ramach KATRIN potrwają do końca 2025 roku. Od 2026 roku podłączony zostanie nowy system detektorów o nazwie TRISTAN, który umożliwi poszukiwanie hipotetycznych sterylnych neutrin. Ponadto realizowany jest program badawczo-rozwojowy o nazwie KATRIN++ mający na celu opracowanie koncepcji przyszłych eksperymentów z masą neutrin. W tym międzynarodowym wspólnym projekcie biorą udział naukowcy z ponad 20 instytucji z siedmiu krajów.
Podsumowując, postęp eksperymentu KATRIN pokazuje nie tylko, jak ważne są badania neutrin dla zrozumienia naszego wszechświata, ale także jakie innowacyjne podejścia są możliwe we współczesnej fizyce cząstek elementarnych. Odkrycia projektu KATRIN przesuwają granice wiedzy i podkreślają ogromne wyzwania stojące przed naukowcami. Wyniki i techniki tych badań mogą trwale zmienić całą dziedzinę fizyki cząstek elementarnych.
Więcej informacji na temat wyników eksperymentu KATRIN można znaleźć w raportach uni-muenster.de, deinkalert.org I kit.edu.