Eksperiment KATRIN ovlašten za vaganje neutrina objavio je precizniju procjenu gornje granice svoje masa - neutrini teže najviše 0.8 eV, tj. neutrini su lakši od 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
neutrini (doslovno, male neutralne) su najzastupljenije elementarne čestice u svemir. Oni su gotovo sveprisutni, u galaksija, na suncu, u svim prostor oko nas. Trilijuni neutrina prolaze kroz naša tijela svake sekunde bez interakcije s bilo kojom drugom česticom.
Prvo su formirani 10-4 sekunde nakon velikog praska prije otprilike 13.8 milijardi godina i igrao je važnu ulogu u evoluciji svemir. Kontinuirano se stvaraju u ogromnim količinama u reakcijama nuklearne fuzije u zvijezdama, uključujući sunce, u nuklearnim reaktorima na zemlji i u radioaktivnim raspadima. Oni su također važni u procesu supernove u životnom ciklusu zvijezde i daju rane signale eksplozije supernove. Na subatomskoj razini, neutrini pružaju alat za proučavanje strukture nukleona. neutrini također može pomoći u objašnjenju asimetrije materije i antimaterije.
Bez obzira na svu ovu važnost, još uvijek se mnogo toga ne zna neutrini. Ne znamo kako one međusobno djeluju s drugim česticama. Slično, od otkrića oscilacija neutrina, poznato je da neutrini imaju različitu od nule masa. Znamo da neutrini imaju vrlo male masa i najlakše su od svih elementarnih čestica, ali njihova točna masa još uvijek ostaje neodređena. Za bolje razumijevanje svemir, ključno je da se masa neutrina točno izmjeri.
KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment (KATRIN) na Karlsruhe Institute of Technology (KIT), zajednički pothvat šest zemalja posvećen je mjerenju mase neutrina s preciznošću ispod eV.
U 2019., eksperiment KATRIN objavio je da neutrini teže najviše 1.1 eV što je dvostruko poboljšanje u odnosu na prijašnja gornja mjerenja od 2 eV
1 eV ili elektronski volt je energija koju dobiva elektron kada se električni potencijal na elektronu poveća za jedan volt i jednak je 1.602 × 10-19 džul. Na subatomskoj razini, prikladno je izraziti masu u terminima energije slijedeći simetriju masa-energija prema E=mc2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 kg.
Dana 14. veljače 2022. KATRIN Collaboration objavila je mjerenje mase neutrina s neviđenom preciznošću otkrivajući da su neutrini lakši od 0.8 eV, čime je razbijena barijera od 1 eV u fizici neutrina.
Istraživački tim namjerava nastaviti s daljnjim mjerenjima mase neutrina do kraja 2024. Od 2025. godine, uz pomoć novog detektorskog sustava TRISTAN, eksperiment KATRIN kreće u potragu za sterilnim neutrinima. S masama u rasponu KeV, sterilni neutrini bi bili kandidati za tajanstvenu tamnu tvar.
***
Izvori:
- Karlsruhe Tritium Neutrino Eksperiment (KATRIN). Dostupno u https://www.katrin.kit.edu/
- Karlsruhe Institute of Technology (KIT). Priopćenje za javnost 012/2022 – Neutrini su lakši od 0.8 elektron-volta. Objavljeno 14. veljače 2022. Dostupno na https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- Suradnja KATRIN. Izravno mjerenje mase neutrina sa subelektronvoltnom osjetljivošću. Nat. fiz. 18, 160–166 (2022). Objavljeno: 14. veljače 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
