Een wilde nieuwe techniek kan eindelijk het ongrijpbare neutrino meten: ScienceAlert

Neutrino’s Het zijn overvloedige subatomaire deeltjes die een cruciale rol spelen bij de vorming van het universum. Aanvankelijk werden deze moeilijk te detecteren deeltjes als massaloos beschouwd en volgens bijgewerkte theorieën moeten ze iets wegen.

Wat deze meting precies is, is experimenteel nog niet vastgesteld. Een internationaal team van wetenschappers heeft een nieuwe manier bedacht om dit kleine mysterie op te lossen.

Het kennen van de massa van een neutrino zou een enorm moment zijn voor de wetenschap, niet in de laatste plaats om te helpen achterhalen hoe het vroege universum voor het eerst begon, maar deze deeltjes hebben geweigerd goed te spelen met onze huidige instrumenten en detectoren.

Het antwoord zou, zoals voorgesteld in een nieuwe studie, kunnen liggen in tracking Bèta-vervalspecifiek in de zeldzame radioactieve vorm van waterstof genaamd Tritium. Dit natuurlijke radioactieve vervalproces kan worden waargenomen, waardoor mogelijk het gewicht van de betrokken neutrino’s wordt onthuld.

border-frame=”0″ allow=”accelerometer; autoplay; schrijven naar klembord; gecodeerde media; gyroscoop; picture-in-picture; web-sharing”allowfullscreen>

“In principe hebben we, naarmate de technologie zich ontwikkelt en opschaalt, een realistische kans om de schaal te bereiken die nodig is om de neutrinomassa te bepalen.” Hij zegt Natuurkundige Brent Vandevender, van het Pacific Northwest National Laboratory.

wanneer Tritium Wanneer ze vervallen, vormen ze drie subatomaire deeltjes: een heliumion, een elektron en een neutrino. Door de totale massa en de massa van andere deeltjes te kennen, hopen wetenschappers dat de ontbrekende massa de massa van het neutrino is.

Deze aanpak is gebaseerd op wat bekend staat als cyclotronstralingsemissiespectroscopie, of CRES, die kan vastleggen… Microgolfstraling van ontsnappende elektronen terwijl ze door het magnetische veld reizen, waardoor de effecten van het bijbehorende neutrino worden afgeleid.

“Het neutrino is ongelooflijk licht.” Hij zegt Natuurkundige Talia Weiss, van de Yale Universiteit. “Het is meer dan 500.000 keer lichter dan een elektron. Wanneer neutrino’s en elektronen tegelijkertijd worden gecreëerd, heeft de massa van het neutrino dus slechts een klein effect op de beweging van het elektron.”

“We willen dit kleine effect zien, dus we hebben een heel nauwkeurige manier nodig om te meten hoe snel de elektronen bewegen.”

Chris heeft Het is al eerder gebruikt In soortgelijke experimenten is de nieuwste studie de eerste die het bèta-verval van tritium analyseert en de bovengrens van de neutrinomassa bepaalt. Bovendien heeft CRES het potentieel om beter op te schalen en te evolueren dan welke andere technologie van dit type dan ook – hoewel er nog steeds aanzienlijke technische hindernissen moeten worden overwonnen.

Zoals de onderzoekers benadrukken, is de neutrinomassa van vitaal belang voor de natuurkunde op alle niveaus, inclusief de kernfysica, de deeltjesfysica, de astrofysica en de kosmologie. Misschien krijgen we, zelfs als we dit deeltje wegen, te maken met een geheel nieuwe tak van de natuurkunde.

“Niemand doet dit” Hij zegt Natuurkundige Elise Nowitzki, van de Universiteit van Washington. “We nemen geen bestaande technologie en proberen deze een beetje aan te passen. We leven een beetje in het Wilde Westen.”

Het onderzoek is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven.