النيوترينوات هي الجسيمات الأولية الوحيدة المعروفة التي لم يتم تحديد كتلتها بعد ، وكانت كتلتها دائما لغزا لم يتم حله في مجتمع الفيزياء. النيوترينوات موجودة في كل مكان في الكون ، وتمر تريليونات النيوترينوات عبر أجسامنا كل ثانية ، ولكن نظرا لأنها ضخمة للغاية وتتفاعل مع المادة بشكل ضعيف للغاية ، فإننا غير مدركين تماما لوجودها. في الآونة الأخيرة ، نشرت دراسة جديدة في مجلة Science ، والتي تنعش مرة أخرى فهم جودة النيوترينو.
جاءت نتائج القياس من تجربة كارلسروه التريتيوم للنيوترينو (KATRIN) في ألمانيا. كاترين عبارة عن غرفة تفريغ على شكل منطاد يبلغ طولها 23 قدم (حوالي 0 متر) يقيس فيها العلماء بشكل غير مباشر كتلة النيوترينوات من خلال مراقبة التحلل الإشعاعي للتريتيوم داخل الغرفة. يتحلل التريتيوم مع إطلاق الإلكترونات والنيوترينوات المضادة ، وبينما لا يمكن قياس مضادات النيوترينوات بشكل مباشر ، يمكن للعلماء استنتاج كتلة الجسيم المفقود من خلال دراسة طاقة الإلكترونات المتبقية.
بعد تحليل البيانات لمدة 000 يوم ، قام فريق KATRIN بخفض الحد الأعلى لكتلة النيوترينو إلى النصف تقريبا من 0.0 إلكترون فولت (eV) السابق إلى 0.0 إلكترون فولت. للمقارنة ، فإن كتلة الإلكترون هي 0,0 إلكترون فولت ، وكتلة النيوترينو أقل من جزء من المليون من كتلة الإلكترون ، والتي يمكن تسميتها "الضوء كلا شيء".
القياس الدقيق لكتلة النيوترينو له أهمية عميقة لفهم قوانين الكون. هل يحصلون على كتلتهم من بوزون هيغز مثل الجسيمات الأخرى ، أم أن هناك آلية جديدة تماما في المكان؟ قد تفتح الإجابات على هذه الأسئلة الباب أمام فيزياء جديدة.
فريق كاترين لا يتوقف عن الاستكشاف. عندما يتم تحليل مجموعة البيانات الكاملة لمدة 2 يوم ، فإنهم يأملون في أن يكونوا قادرين على تقليل الحد الأعلى لكتلة النيوترينو إلى 0.0 إلكترون فولت ، وربما حتى 0.0 إلكترون فولت.
此外,今年2月,另一支团队在地中海深处探测到了迄今为止能量最高的中微子,这表明中微子可能源自物质与宇宙微波背景(宇宙中最古老的可见光)之间的相互作用。
إذا كان للنيوترينو كتلة أعلى ، على سبيل المثال ما يقرب من 1 إلكترون فولت ، فقد يكون الكاترين قادرا على قياس كتلته الفعلية مباشرة. ومع ذلك ، نظرا لأن كتلة النيوترينوات صغيرة جدا ، فقد تكون هناك حاجة إلى كاشف أكثر تقدما - كاترين ++ - في المستقبل لقياس كتلة النيوترينوات بشكل أكثر دقة.
النيوترينوات ، باعتبارها "جزيئات أشباح" في الكون ، لا تزال تخفي العديد من الأسرار. مع استمرار العلماء في الاستكشاف ، قد نكون قادرين على فهم أصل الكون وتطوره بشكل أفضل بمساعدة النيوترينوات.