Ученые установили новое значение верхнего предела массы нейтрино

Международная группа исследователей при помощи нового высокочувствительного спектрометра нашла новое значение верхнего предела массы неуловимых частиц нейтрино. До недавнего времени считалось, что частицы нейтрино вообще не обладают массой, но результаты некоторых исследований указывают на ошибочность такого суждения. И, естественно, следующим логичным шагом должно стать определение этой массы, а делается это путем постепенного сужения диапазона между верхним и нижним пределом этого значения.

Электронный спектрометр, используемый в эксперименте  KATRIN
© KATRIN

Ученым уже достаточно давно удалось найти доказательства тому, что таинственные частицы нейтрино существуют в реальности, их количество, согласно предположениям, в миллиард раз превышает количество атомов во Вселенной. Однако, несмотря на такое изобилие этих частиц, ученым удалось добиться лишь незначительных успехов в изучении их свойств. А эти свойства должны заключать в себе очень многое для нашего понимания физики процессов, происходящих на самом маленьком уровне.

Вернемся к измерению массы нейтрино. В настоящее время для этого существует три разных метода. В первом методе используется анализ космического сверхвысокочастотного фонового излучения, во втором методе ученые ищут очень редкие случаи безнейтринного двойного бета-распада определенных элементарных частиц, и третий метод заключается в попытках прямых измерений массы нейтрино экзотическими способами, не опирающимися ни на одну из существующих теоретических моделей.

Именно этот третий метод измерения массы нейтрино был использован учеными, работающими в рамках эксперимента KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment), проводимого исследователями из Технологического института Карлсруэ в Германии. Ключевым инструментом этого эксперимента является огромный 200-тонный электронный спектрометр, который используется для изучения распада трития, радиоактивного изотопа водорода. Когда тритий распадается, он порождает единственный электрон и нейтрино в одно время. Знание начальной энергии трития и измерения энергии этого электрона с помощью высокочувствительного спектрометра позволяет вычислить массу нейтрино с достаточно высокой точностью, превышающей точность предыдущих подобных измерений.

Собранные во время эксперимента данные указали на то, что значение верхнего предела массы нейтрино составляет 1.1 электронвольта, что равно приблизительно половине от значения, определенного ранее. И это, можно сказать, очень малая масса, которая в 500 тысяч раз меньше массы электрона, которого также нельзя назвать большой и тяжелой частицей.

Статья опубликована в журнале Physical Review Letters
Источник: dailytechinfo.org