Масу нейтрино виміряли з неймовірною точністю

Вчені на експерименті KATRIN змогли встановити нову верхню межу для маси нейтрино, ще сильніше уточнивши її значення.

Визначити масу нейтрино дуже складно, але вчені змогли впритул наблизитися до її реального значення

Фізики вже давно намагаються встановити якомога точнішу масу кожного з трьох видів нейтрино. Зробити це складно, тому початковим завданням є визначення середньої маси всіх трьох частинок. У новій роботі фізикам вдалося отримати найточніше на сьогоднішній день значення цієї величини.

Чому це важливо? У космології нейтрино відіграють важливу роль у формуванні великомасштабних структур, в той час як у фізиці елементарних частинок їх крихітна, але ненульова маса дозволяє відрізнити один від одного їх різні види, вказуючи на нові фізичні явища, що виходять за рамки існуючих теорій. Без вимірювання маси нейтрино наше розуміння Всесвіту залишиться неповним.

Як проводилося дослідження? Експеримент KATRIN використовує бета-розпад тритію, нестабільного ізотопу водню, для визначення маси нейтрино з розподілу енергії електронів, що вивільняються в процесі розпаду. Для цього в експерименті використовується найпотужніше у світі джерело тритію, а також гігантський спектрометр для вимірювання енергії електронів розпаду з дуже високою точністю.

Робота експерименту почалася в 2019 році і триває досі. Аналіз даних першого року вимірювань і моделювання маси нейтрино ідеально співпалі. Виходячи з цього фізики змогли визначити нову верхню межу маси нейтрино в 0,8 еВ. Це перший випадок, коли прямий експеримент з масою нейтрино увійшов в космологічно і фізично важливий для частинок діапазон мас нижче 1 еВ. У цьому діапазоні, як передбачається, знаходиться реальне значення мас всіх трьох нейтрино.