Неутриното – една от най-загадъчните частици във Вселената – остава единствената, чиято маса все още не е точно известна. Въпреки това международният научен екип от проекта KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment) постигна значителен пробив, определяйки нова горна граница на масата ѝ – 0,45 електронволта, което е два пъти по-ниско от предишната стойност, съобщава AFP.

Защо масата на неутриното е толкова важна?

Неутриното е най-разпространената частица на материята във Вселената, с трилиони от тях преминаващи през всяко човешко тяло всяка секунда. Те са електрически неутрални и взаимодействат изключително слабо с материята – неутриното преминава през бетонни стени и човешки тела, без да остави почти никаква следа.

Още през 1930 г. физикът Волфганг Паули предсказва съществуването му, но маса на неутриното не се доказва до края на 90-те години на XX век. Познаването ѝ е от съществено значение както за физиката на елементарните частици, така и за космологията, защото неутриното участва в формирането на космическите структури и може да бъде ключ към разбирането на тъмната енергия и тъмната материя.

KATRIN – как учените измерват масата на неутриното?

Експериментът KATRIN стартира през 2019 г. в Технологичния институт в Карлсруе, Германия, с участието на учени от шест държави. Основната цел е да се измери масата на неутриното чрез бета-разпад на тритий, при който се отделят електрон и неутрино. Специален спектрометър с дължина 70 метра и тегло 200 тона измерва енергията на електрона, от която се изчислява енергията (и масата) на неутриното.

През 2022 г. учените анализираха 6 милиона електрона. Сега обаче, благодарение на напредъка в измервателната техника, те вече разполагат с данни от над 36 милиона електрона, а до края на 2025 г. се очаква да достигнат 250 милиона, споделя Тиери Ласер от Френската комисия за алтернативна и атомна енергия и Института „Макс Планк“.

„С тези данни ще достигнем границите на възможностите на уредите ни. Или ще открием директна следа от неутриното, или ще потвърдим, че масата му е под 0,3 електронволта“, обяснява Ласер.

Следваща стъпка: Търсене на стерилни неутрино

Проектът KATRIN планира да внедри нова детекторна система – TRISTAN, насочена към откриване на т.нар. стерилни неутрино – хипотетични частици, които не взаимодействат с обикновената материя и може да имат връзка с тъмната материя. Това би могло да отвори нови хоризонти в разбирането на структурата на Вселената.