Πολλά υποατομικά σωματίδια που ονομάζονται νετρίνα παίζουν σημαντικό ρόλο στη δομή του σύμπαντος. Αυτά τα ελάχιστα αντιληπτά σωματίδια, που κάποτε θεωρούνταν ότι δεν έχουν μάζα, τώρα φαίνεται να έχουν μάζα.
Απαιτείται ακόμα πειραματική έρευνα για να προσδιοριστεί ακριβώς ποια είναι αυτή η μέτρηση. Μια καινοτόμος προσέγγιση για την επίλυση αυτού του μικρού προβλήματος έχει αναπτυχθεί από μια διεθνή ομάδα επιστημόνων.
Η ανακάλυψη της μάζας ενός νετρίνου θα ήταν ένα σημείο καμπής στην επιστήμη. Ο πιο σημαντικός λόγος για αυτό είναι ότι θα ρίξει φως στον πρώιμο σχηματισμό του Σύμπαντος. Ωστόσο, αυτά τα σωματίδια αντιστάθηκαν στη συνεργασία με τις συσκευές και τους ανιχνευτές που χρησιμοποιούμε αυτήν τη στιγμή.
Σύμφωνα με μια πρόσφατη μελέτη, η λύση μπορεί να βρίσκεται στην παρακολούθηση της διάσπασης βήτα, ειδικά στη σπάνια ραδιενεργή μορφή υδρογόνου που είναι γνωστή ως τρίτιο. Είναι δυνατόν να παρακολουθήσουμε αυτή τη διαδικασία ραδιενεργής αποσύνθεσης, η οποία μπορεί τελικά να αποκαλύψει τη μάζα των νετρίνων που εμπλέκονται.
Σύμφωνα με τον φυσικό Brent VanDevender του Εθνικού Εργαστηρίου Βορειοδυτικού Ειρηνικού, «θεωρητικά, με την πρόοδο στην τεχνολογία και την κλιμάκωση, έχουμε μια ρεαλιστική πιθανότητα να φτάσουμε στο εύρος που απαιτείται για την ανίχνευση μάζας νετρίνων».
Ένα ιόν ηλίου, ένα ηλεκτρόνιο και ένα νετρίνο είναι τρία υποατομικά σωματίδια που δημιουργούνται όταν το τρίτιο διασπάται. Οι επιστήμονες είναι αισιόδοξοι ότι η μάζα του νετρίνου θα είναι το συστατικό που λείπει επειδή γνωρίζουν τη συνολική μάζα και τις μάζες των άλλων σωματιδίων.
Η μέθοδος βασίζεται σε μια τεχνική που ονομάζεται CRES ή φασματοσκοπία εκπομπής ακτινοβολίας κυκλοτρονίων, η οποία μπορεί να ανιχνεύσει την ακτινοβολία μικροκυμάτων από ηλεκτρόνια που διαχωρίζονται καθώς κινούνται μέσα από ένα μαγνητικό πεδίο και να συμπεράνει τα αποτελέσματα του συνοδευτικού νετρίνου.
Σύμφωνα με τη φυσική του Πανεπιστημίου Yale, Talia Weiss, «τα νετρίνα είναι απίστευτα ελαφριά». Ζυγίζει περισσότερο από 500.000 φορές περισσότερο από αυτό ενός ηλεκτρονίου. Επομένως, όταν το νετρίνο και το ηλεκτρόνιο παράγονται ταυτόχρονα, η μάζα του νετρίνου έχει μικρή επίδραση στην ταχύτητα του ηλεκτρονίου.
«Αναζητούμε αυτό το μικρό αποτέλεσμα. Επομένως, απαιτείται μια πολύ ευαίσθητη προσέγγιση για να προσδιοριστεί πόσο γρήγορα κινούνται τα ηλεκτρόνια.
Αυτή η τελευταία μελέτη είναι η πρώτη που αναλύει τις διασπάσεις του τριτίου βήτα χρησιμοποιώντας CRES, μια τεχνική που χρησιμοποιήθηκε σε προηγούμενες μελέτες παρόμοιας φύσης, και για να καθορίσει ένα ανώτατο όριο για τη μάζα των νετρίνων. Ενώ εξακολουθούν να υπάρχουν σημαντικά τεχνολογικά εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν, το ΚΑΠΕ έχει τη δυνατότητα να αναπτυχθεί και να αναπτυχθεί καλύτερα από άλλες τεχνολογίες αυτού του τύπου.
Η σημασία της μάζας των νετρίνων στη φυσική σε όλες τις κλίμακες, συμπεριλαμβανομένης της πυρηνικής και σωματιδιακής φυσικής, της αστροφυσικής και της κοσμολογίας, τονίζεται από τους ερευνητές. Στην πραγματικότητα, όταν τελικά ζυγίσουμε αυτό το σωματίδιο, μπορεί να συναντήσουμε έναν εντελώς νέο τομέα της φυσικής.
«Κανείς άλλος δεν το κάνει αυτό», είπε η Elise Novitski, καθηγήτρια φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον. «Δεν προσπαθούμε να αντικαταστήσουμε μια υπάρχουσα τεχνική.
πηγή: sciencealert
📩 18/09/2023 14:20