Keďže sa vedelo, že neutríno nič neváži, odborníci hľadali jeho presnú hmotnosť. S hodnotou 0,8 elektrónvoltu sú teraz bližšie ako kedykoľvek predtým.
Pri hľadaní hmotnosti neutrína experti prekonali dôležitý míľnik a prelomili hranicu jedného elektrónvoltu (eV). Podľa toho je hmotnosť subatomárnej „častice duchov“ menšia ako 0,8 eV. O čo menej chcú vedci z Technologického inštitútu v Karlsruhe zistiť v ďalších, ešte presnejších meracích kampaniach vo svojom experimente KATRIN.
Tím vedcov z nemeckého Karlsruhe teraz informuje o prekonaní limitu jedného eV v odbornom časopise „Nature Physics“. Píšu v ňom, že k úspechu prispelo najmä starostlivé hľadanie rušivých faktorov. Jeden eV zodpovedá približne jednej miliardtine hmotnosti protónu, takže meracie zariadenie musí byť primerane citlivé.
KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment) je v prevádzke od roku 2019. Na meranie využíva nestabilný izotop vodíka trícium. Pri jeho rádioaktívnom rozpade vzniká okrem atómu hélia aj elektrón a elektrónové antineutríno. Ten druhý jednoducho zmizne z meracieho prístroja – neutrína prakticky neinteragujú s normálnou hmotou okolo nich, preto sa im hovorí “duchové častice” a preto je ťažké určiť ich hmotnosť. Elektrón však môže zachytiť 70 metrov dlhý prístroj a analyzovať ho v spektrometri. Pretože muselo neutrínu odovzdať zlomok svojej energie, celkové rozloženie energie všetkých zachytených elektrónov sa líši v porovnaní s hypotetickým prípadom, keď neutríno nemalo vôbec žiadnu hmotnosť. Tím z Karlsruhe potom použije rozdiel na určenie hmotnosti neutrína.
Neutrína sú elektricky neutrálne elementárne častice. Vznikajú okrem iného na slnku alebo pri rádioaktívnom rozpade, čo z nich robí najbežnejšie elementárne častice vo vesmíre: každú sekundu ich pretečú miliardy každým štvorcovým centimetrom našej pokožky. Len vo veľmi ojedinelých prípadoch dochádza k interakcii s atómom, čo je možné zistiť aj priamo pomocou výkonných meracích zariadení, napríklad vo večnom ľade Antarktídy.
Niekedy odborníci dokonca predpokladali, že neutrína nemajú vôbec žiadnu hmotnosť. Štúdie ocenené Nobelovou cenou o tom, čo je známe ako oscilácia neutrín, však nepochybne dokázali, že to tak nie je. Počas oscilácie neutrín sa tri typy neutrín, známe ako „príchute“, navzájom premieňajú. Okrem elektrónových neutrín existujú aj tau a miónové neutrína. Toto funguje iba vtedy, ak je hmotnosť neutrína aspoň 0,01 eV.
Viac informácií:
Direct neutrino-mass measurement with sub-electronvolt sensitivity
Zdroj: https://www.spektrum.de, zverejnené: 15. 2. 2022, autor: rpa
