Nová technika môže konečne merať nepolapiteľné neutríno: ScienceAlert

neutrína Existuje množstvo subatomárnych častíc, ktoré hrajú dôležitú úlohu v štruktúre vesmíru. Tieto sotva detegovateľné častice, ktoré sa pôvodne považovali za bezhmotné, by podľa aktualizovaných teórií mali niečo vážiť.

Čo presne to meranie je, zatiaľ nebolo experimentálne stanovené. Medzinárodný tím vedcov prišiel na nový spôsob, ako vyriešiť túto malú záhadu.

Poznanie hmotnosti neutrín by bolo veľkým momentom pre vedu, prinajmenšom v tom, že by pomohlo zistiť, ako vznikol raný vesmír, ale tieto častice sa odmietajú hrať dobre s našimi súčasnými prístrojmi a detektormi.

Odpoveď, ako sa uvádza v novej štúdii, môže spočívať v sledovaní beta rozpadnajmä vo vzácnom vodíku rádioaktívneho typu trícium, Tento prirodzený proces rádioaktívneho rozpadu je možné pozorovať a – potenciálne – bude známa hmotnosť zahrnutých neutrín.

frameborder=”0″ permit=”akcelerometer; automatické prehrávanie; Schránka-Zápis; šifrované médiá; Gyroskop; obraz v obraze; web-share“ allowscreen>

„Teoreticky, s rozvojom technológie a nárastom rozsahu, máme reálnu šancu dosiahnuť prahovú hodnotu potrebnú na obmedzenie hmotnosti neutrín,“ Hovoria Fyzik Brent VanDevender z Pacific Northwest National Laboratory.

Kedy? trícium Keď sa rozpadne, vytvorí tri subatomárne častice: héliový ión, elektrón a neutríno. Vedci, ktorí poznajú celkovú hmotnosť a hmotnosti ostatných častíc, očakávajú, že chýbajúca hmotnosť bude hmotnosť neutrína.

Tento prístup sa spolieha na emisnú spektroskopiu cyklotrónového žiarenia alebo CRES, ktorá dokáže zachytiť mikrovlnného žiarenia z unikajúcich elektrónov, keď sa pohybujú pozdĺž magnetického poľa, a tak predpovedajú účinky sprievodných neutrín.

„Neutríno je neuveriteľne ľahké,“ Hovoria Fyzik Talia Weiss z Yale University. „Je 500 000-krát ľahší ako elektrón. Keď teda neutríno a elektrón vznikajú súčasne, hmotnosť neutrína má len malý vplyv na pohyb elektrónu.“

„Chceme vidieť ten malý efekt. Takže potrebujeme super presnú metódu na meranie rýchlosti pohybu elektrónov.“

CRES má bola použitá predtým Uskutočnili sa podobné experimenty, ale najnovšia štúdia je prvou, ktorá analyzuje rozpad trícia beta a definuje hornú hranicu hmotnosti neutrín. Okrem toho má CRES potenciál škálovať a rásť lepšie ako ktorákoľvek iná technológia tohto typu – aj keď stále existujú značné technické prekážky, ktoré treba prekonať.

Ako vedci zdôrazňujú, hmotnosť neutrín je dôležitá vo fyzike v každom meradle, vrátane jadrovej a časticovej fyziky, astrofyziky a kozmológie. Môže sa tiež stať, že keď túto časticu zvážime, budeme musieť zápasiť s úplne novým odvetvím fyziky.

„Nikto iný to nerobí,“ Hovoria Fyzik Alice Novitsky z Washingtonskej univerzity. „Neberieme žiadnu existujúcu technológiu a snažíme sa ju trochu vyladiť. Sme tak trochu na divokom západe.“

Výskum bol publikovaný v r fyzický recenzný papier,