В эксперименте KATRIN уточнили предельную массу нейтрино
Фундаментальная частица нейтрино рождается в недрах звезд и реакторов и беспрепятственно путешествует в пространстве на почти световой скорости. Нейтрино различают по «аромату»: электронное, мюонное, тау. Переключение между этими состояниями говорит о наличии у частицы массы, но ее точное значение неизвестно. Ученые пытаются нащупать ее верхний предел. Новый результат в этом направлении получила коллаборация эксперимента KATRIN.
KATRIN — 70-метровая установка, которая состоит из источника электронов и спектрометра и расположена на юге Германии. Аббревиатура расшифровывается как «Эксперимент с тритием и нейтрино в Карлсруэ». Коллаборация KATRIN сообщила в статье, опубликованной в журнале Science, что новая, наиболее точная оценка массы нейтрино с уровнем достоверности 90 процентов — 0,45 электронвольта. Это меньше одной миллионной части массы электрона.
Физикам обязательно нужно знать массу нейтрино, чтобы лучше понимать устройство мира и решить волнительные загадки: например, объяснить скрытую массу во Вселенной. Само по себе наличие массивного нейтрино — уже вызов, ведь это не вписывалось ранее в Стандартную модель, поэтому ее пересмотрели.
Для вычисления массы нейтрино в эксперименте используют бета-распад трития — радиоактивного изотопа водорода с двумя нейтронами и одним протоном. Когда происходит бета-распад, нейтрон в ядре превращается в протон, испуская электрон и электронное антинейтрино — то же, что электронное нейтрино, только с другими квантовыми свойствами.
Электронное антинейтрино слабо взаимодействует с веществом, поэтому его нельзя наблюдать напрямую. Но в процессе распада выделяется определенное максимальное количество энергии, которое распределено между электроном и электронным антинейтрино. Энергию электрона аккуратно измеряют, затем анализируют энергетический спектр в поисках малейших отклонений спектральной формы в регионе вокруг конечной точки спектра.
Несмотря на кажущуюся простоту, эксперимент встречает множество сложностей, которые удалось преодолеть. Ученые проанализировали измерения энергии в 36 миллионов электронов, накопленные за 259 дней работы с 2019 по 2021 год. Названный в этой научной статье верхний предел массы нейтрино — 0,45 электронвольта — наиболее точный.
Эксперимент по измерению массы нейтрино на KATRIN завершится в 2025 году, по достижении тысячи дней сбора данных. После заключительного анализа физики ожидают выйти на массу нейтрино в 0,3 электронвольта, полученную теоретически. Кроме того, такой объем данных поможет проверить гипотезу о существовании фундаментальных частиц, выходящих за пределы Стандартной модели, — например легкого стерильного нейтрино, а также реликтового нейтрино, рожденного во время начала Вселенной.
KATRIN планируют модернизировать, но в мире строят и другие установки для измерения массы нейтрино: Project-8, Quantum Technologies for Neutrino Mass (QTNM), Pontecorvo Tritium Observatory for Light, Early-Universe, Massive-Neutrino Yield (PTOLEMY), Electron capture in Holmium-163 (ECHo).
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Долгое время считалось, что люди, которые увлечены просмотром видео для взрослых, чаще жалуются на симптомы депрессии. Однако новое лонгитюдное исследование с участием почти 3000 человек показало: эта связь значительнее сложнее, чем предполагали.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии