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.
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.
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.
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