Неутриното "тежи" по-малко, решиха учени

Неутриното остава единствената частица, чиято маса е неизвестна, но международното научно сътрудничество KATRIN определи нова граница, два пъти по-ниска от предишната, съобщава БТА.

За частиците, които изграждат атомите на материята - от протоните и неутроните в ядрото до електрона, който обикаля около него, се знае почти всичко. Неутриното, от друга страна, остава до голяма степен загадка, откакто през 1930 г. физикът Волфганг Паули предсказва съществуването му.

Защо учените полагат толкова много усилия? Причината е, че неутриното като най-разпространената частица на материята във Вселената, тъче нишка между безкрайно малкото и безкрайно голямото, с маса, оказваща влияе върху структурите, които изграждат Космоса, казва Тиери Ласер, физик от Френската комисия за алтернативна енергия и атомна енергия (CEA) и Института "Макс Планк" в Германия.

В него се "къпе" цялата Вселена след Големия взрив преди 13,8 милиарда години, в пропорция от един милиард неутрино за всеки атом.

Въпреки това, лишено от електрически заряд, откъдето идва и името му, и с безкрайно малка маса, неутриното е още по-дискретно, тъй като взаимодейства слабо с материята.

Неутриното преминава без усилие през всичко, което се изпречи на пътя му, независимо дали е човешко тяло или бетонна стена. Частицата оставя само следи от своето преминаване в детекторите на физичните експерименти.

Като например този на сътрудничеството KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment - Експеримент с тритий и неутрино в Карлсруе). Той се осъществява от 2019 г. в Германския технологичен институт в Карлсруе и обединява партньори от шест държави. Сега учените обявиха в сп. "Сайънс", че масата на неутриното не може да надвишава 0,45 електронволта, по-малко от една милиардна част от тази на протон.

Това е двойно по-нисък "таван" от обявения през 2022 г. след първоначална кампания от измервания.

Тези атоми циркулират в структура с дължина 70 метра, наблюдавана от повече от 5000 сензора. Ядрото на апарата е спектрометърът с тегло около 200 тона.

Тъй като електронът и неутриното споделят енергията, произведена при разпада, задачата е е да се измери тази на електрона, за да се извлече пряка информация за енергията на неутриното.

Задачата не е проста, тъй като трябва да се намери и подходящият електрон за експеримента, което се случва в една милиардна част от разпадите.

Резултатите от 2022 г. са получени с измервания на 6 милиона електрона. "Днес имаме 36 милиона", казва Тиери Ласер, обяснявайки новия резултат. "Когато съберем всичките си данни до края на годината, ще имаме приблизително 250 милиона", допълва физикът.

В известен смисъл това ще бъде моментът на истината, тъй като измерванията са достигнали границите на инструмента. Експериментът или ще позволи да се види "следа" от неутрино, или това ще означава, че масата му е "по-малка от 0,3 електронволта", според Ласер.

В крайна сметка познаването на неговата маса ще помогне както на физиката на елементарните частици, така и на космологията. Колкото и да е "леко", неутриното влиза в уравненията на моделите, включващи по-специално тъмната енергия, чиято природа все още е неизвестна.

През февруари учени съобщиха, че високоенергийно космическо неутрино е открито в дълбините на Средиземно море.