Експериментот КАТРИН со мандат да мери неутрина објави попрецизна проценка на горната граница на неговата маса - неутрина тежат најмногу 0.8 eV, т.е. неутрината се полесни од 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
неутрина (буквално, малите неутрални) се најзастапените елементарни честички во универзумот. Тие се речиси сеприсутни, во галаксија, на сонце, во сите простор околу нас. Трилиони неутрина минуваат низ нашите тела секоја секунда без да комуницираат со која било друга честичка.
Тие за прв пат беа формирани 10-4 секунди по големата експлозија пред околу 13.8 милијарди години и одигра важна улога во еволуцијата на универзумот. Тие постојано се формираат во огромно количество во реакциите на нуклеарна фузија во ѕвездите вклучително и во сонцето, во нуклеарните реактори на земјата и во радиоактивните распаѓања. Тие се исто така важни во процесот на супернова во животниот циклус на ѕвездата и даваат рани сигнали за експлозии на супернова. На субатомско ниво, неутрина обезбеди алатка за проучување на структурата на нуклеоните. неутрина исто така може да помогне да се објасни асиметријата материја-антиматерија.
И покрај сето ова значење, сè уште многу не е познато неутрина. Не знаеме како тие комуницираат со други честички. Слично на тоа, од откривањето на осцилациите на неутрината, познато е дека неутрината имаат не-нула маса. Знаеме дека неутрината имаат многу мали маса и се најлесните од сите елементарни честички, но нивната точна маса сè уште останува неодредена. За подобро разбирање на универзумот, од клучно значење е масата на неутрината да се мери точно.
Експериментот TRItium Neutrino Karlsruhe (KATRIN) на Технолошкиот институт во Карлсруе (KIT), заедничкиот потфат на шест земји е посветен на мерење на масата на неутрино со прецизност под-eV.
Во 2019 година, експериментот КАТРИН објави дека неутрините тежат најмногу 1.1 eV, што беше двојно подобрување во однос на претходните мерења на горната граница од 2 eV
1 eV или електрон волт е енергија добиена од електрон кога електричниот потенцијал на електронот се зголемува за еден волт и е еднаков на 1.602 × 10-19 џул. На субатомско ниво, погодно е да се изрази масата во однос на енергијата следејќи ја симетријата маса-енергија според E=mc2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 kg.
На 14 февруари 2022 година, KATRIN Collaboration објави мерење на масата на неутрина со невидена прецизност, откривајќи дека неутрините се полесни од 0.8 eV, со што се пробива бариерата од 1 eV во неутрината физика.
Истражувачкиот тим има за цел да продолжи со понатамошните мерења на масата на неутрината до крајот на 2024 година. Од 2025 година, со помош на новиот детекторски систем TRISTAN, експериментот KATRIN ќе започне со потрага по стерилни неутрина. Со маси во опсегот KeV, стерилните неутрина би биле кандидати за мистериозната темна материја.
***
Извори:
- Карлсруе тритиум неутрино експеримент (КАТРИН). Достапно на https://www.katrin.kit.edu/
- Институт за технологија во Карлсруе (KIT). Соопштение за печат 012/2022 – Неутрините се полесни од 0.8 електронски волти. Објавено на 14 февруари 2022 година. Достапно на https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- Соработката КАТРИН. Директно мерење на неутрино-маса со под-електроволтна чувствителност. Нат. Физ. 18, 160-166 (2022). Објавено: 14 февруари 2022 година. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
