Вражаюче число. Фізики виміряли масу нейтрино в стані спокою
Команда під керівництвом Клауса Блаума з Інституту ядерної фізики Макса Планка в Гейдельберзі зробила значний внесок у розуміння маси нейтрино в спокійному стані.
Їхні результати, опубліковані в журналі Nature Physics, використовували пастку Пеннінга для вимірювання маси ізотопу гольмію-163 під час його перетворення на диспрозій-163.
Це вимірювання дало змогу визначити значення Q з точністю в 50 разів вищою, ніж раніше. Точне значення Q необхідне для виявлення можливих систематичних помилок у визначенні маси нейтрино.
Нейтрино відіграють важливу роль у природі, і їхня маса є одним із ключових питань у фізиці. Сонячні нейтрино можуть проходити крізь наші тіла без шкоди, і тільки за допомогою величезних детекторів можна виявити їхню взаємодію з іншими частинками матерії.
Дослідження нейтрино призвело до відкриття явища «нейтринних осциляцій», що свідчить про те, що нейтрино мають масу в спокійному стані. Це суперечить припущенням стандартної моделі фізики частинок, згідно з якою нейтрино мають бути безмасовими, як фотони.
Для вимірювання маси нейтрино вчені використовують два методи: бета-розпад тритію і захоплення електрона штучного ізотопу гольмію-163. Експерименти, такі як KATRIN і міжнародне співробітництво ECHo, намагаються виміряти ці процеси з максимальною точністю.
Гейдельберзький експеримент із пентатрапом застосовує метод пастки Пеннінга для вимірювання маси. Використовуючи цей метод, вчені змогли визначити значення Q для захоплення електрона з великою точністю, що допомогло виключити систематичні помилки.
Згідно з вимірюваннями, верхня межа маси нейтрино становить 0,8 електронвольта на квадрат швидкості світла. Це близько 10^-36 кілограма. Однак аналіз розподілу мас у Всесвіті показує, що ця верхня межа може бути ще нижчою, до 0,12 електронвольта на квадрат швидкості світла.
