KATRIN stabilește un nou record: masa neutrinului la 0,45 eV pentru prima dată!

KATRIN stabilește un nou record: masa neutrinului la 0,45 eV pentru prima dată!

Pe 11 aprilie 2025, „Experimentul Karlsruhe Tritium Neutrino” (KATRIN) de la Institutul de Tehnologie Karlsruhe (KIT) a realizat progrese remarcabile în cercetarea neutrinilor. Într-un articol publicat în jurnalŞtiinţăa fost publicată, a fost determinată o nouă limită superioară pentru masa neutrinului de cel mult 0,45 electron volți (eV), care este doar 8 x 10^-37corespunde kilogramelor. Această descoperire reprezintă o înregistrare globală și este crucială pentru a face lumină asupra proprietăților fizice ale uneia dintre cele mai puțin înțelese particule din univers. Măsurarea precisă a masei neutrinilor este esențială pentru înțelegerea legilor fundamentale ale naturii, așa cum explică colaborarea KATRIN.

Neutrinii, care există în trei tipuri principale - neutrini de electroni, muoni și tau - sunt neutri din punct de vedere electric și reacţionează rar cu materia. Experimentul KATRIN folosește dezintegrarea beta a tritiului pentru a măsura cu precizie masa neutrinilor. În timpul acestui proces, un neutron se transformă într-un proton și emite un electron și un electron antineutrin. Analiza distribuției de energie a acestor particule permite oamenilor de știință să tragă concluzii despre masa neutrinilor. Informațiile despre masa estimată a neutrinilor în 2025 se așteaptă să se apropie de 0,3 eV cu o încredere de 90%.

Detalii tehnice ale experimentului KATRIN

Sistemul KATRIN are 70 de metri lungime și include un spectrometru de înaltă rezoluție cu un diametru de zece metri. Măsurătorile masei neutrinilor au fost efectuate pe un total de 259 de zile în cinci campanii de măsurare, timp în care au fost analizați aproximativ 36 de milioane de electroni. Această cantitate de date depășește de șase ori măsurătorile anterioare și permite un studiu mult mai precis al masei neutrinilor. Rezultatele lui KATRIN confirmă, de asemenea, teoria conform căreia neutrinii sunt de cel puțin un milion de ori mai ușori decât electronii și întăresc dovezile că neutrinii au masă - aspect care contrazice ipoteza tradițională din Modelul Standard.

Cercetătorii au rafinat în mod semnificativ limitele măsurătorilor neutrinilor prin metode îmbunătățite de colectare a datelor și prin reducerea incertitudinilor sistematice. Christian Weinheimer de la Universitatea din Münster, unul dintre vorbitorii anteriori ai experimentului, și echipa sa au jucat un rol cheie în crearea și operarea KATRIN și au dezvoltat metode inovatoare de analiză și măsurare care cresc semnificativ sensibilitatea experimentelor.

Perspective și proiecte viitoare

Măsurătorile masei neutrinilor din cadrul KATRIN se vor desfășura până la sfârșitul anului 2025. Din 2026 încoace, va fi conectat un nou sistem de detectare numit TRISTAN, care va permite căutarea neutrinilor sterili ipotetici. În plus, este în curs de desfășurare un program de cercetare și dezvoltare numit KATRIN++ pentru a dezvolta concepte pentru experimente viitoare privind masa neutrinilor. În acest proiect comun internațional sunt implicați oameni de știință din peste 20 de instituții din șapte țări.

Pe scurt, progresul experimentului KATRIN nu arată doar cât de importantă este cercetarea neutrinilor pentru înțelegerea universului nostru, ci și ce abordări inovatoare sunt posibile în fizica modernă a particulelor. Descoperirile de la KATRIN depășesc limitele cunoașterii și evidențiază provocările enorme cu care se confruntă oamenii de știință. Rezultatele și tehnicile acestei cercetări au potențialul de a schimba permanent întregul domeniu al fizicii particulelor.

Pentru mai multe informații despre rezultatele experimentului KATRIN, citiți rapoartele uni-muenster.de, deinkalert.org şi kit.edu.