Массу нейтрино измерили с невероятной точностью
Определить массу нейтрино очень сложно, но ученые смогли вплотную приблизиться к ее реальному значению
Физики уже давно пытаются установить как можно более точную массу каждого из трех видов нейтрино. Сделать это сложно, поэтому первоначальной задачей является определение средней массы всех трех частиц. В новой работе физикам удалось получить самое точное на сегодняшний день значение этой величины.
Почему это важно? В космологии нейтрино играют важную роль в формировании крупномасштабных структур, в то время как в физике элементарных частиц их крошечная, но ненулевая масса позволяет отличить друг от друга их различные виды, указывая на новые физические явления, выходящие за рамки существующих теорий. Без измерения массы нейтрино наше понимание Вселенной останется неполным.
Как проводилось исследование? Эксперимент KATRIN использует бета-распад трития, нестабильного изотопа водорода, для определения массы нейтрино по распределению энергии электронов, высвобождаемых в процессе распада. Для этого в эксперименте используется самый мощный в мире источник трития, а также гигантский спектрометр для измерения энергии электронов распада с очень высокой точностью.
Работа эксперимента началась в 2019 году и продолжается до сих пор. Анализ данных первого года измерений и моделирование массы нейтрино идеально совпали. Исходя из этого физики смогли определить новый верхний предел массы нейтрино в 0,8 эВ. Это первый случай, когда прямой эксперимент с массой нейтрино вошел в космологически и физически важный для частиц диапазон масс ниже 1 эВ. В этом диапазоне, как предполагается, находится реальное значение масс всех трех нейтрино.