KATRIN eksperiment opdrag gegee om neutrino's te weeg het 'n meer presiese skatting van die boonste limiet daarvan aangekondig massa - neutrino weeg hoogstens 0.8 eV, dit wil sê die neutrino's is ligter as 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
neutrino (letterlik, die klein neutrale) is die volopste elementêre deeltjies in die heelal. Hulle is amper alomteenwoordig, in sterrestelsel, in son, in al die ruimte rondom ons. Triljoene neutrino's gaan elke sekonde deur ons liggame sonder om met enige ander deeltjie te reageer.
Hulle is eers 10 gevorm-4 sekondes na die oerknal sowat 13.8 miljard jaar gelede en het 'n belangrike rol gespeel in die evolusie van heelal. Hulle word voortdurend in groot hoeveelhede gevorm in kernfusie-reaksies in die sterre, insluitend in die son, in die kernreaktors op die aarde en in radioaktiewe verval. Hulle is ook belangrik in die supernova-proses in 'n ster se lewensiklus en verskaf vroeë seine van supernova-ontploffings. Op subatomiese vlak, neutrino voorsien 'n hulpmiddel om struktuur van nukleone te bestudeer. neutrino kan ook help om materie-antimaterie-asimmetrie te verduidelik.
Ten spyte van al hierdie belangrikheid, is baie nog onbekend oor neutrino. Ons weet nie hoe hulle met ander deeltjies in wisselwerking tree nie. Net so, sedert die ontdekking van neutrino-ossillasies, is dit bekend dat neutrino's nie-nul het massa. Ons weet dat neutrino's baie klein het massa en is die ligste van alle elementêre deeltjies maar hul presiese massa bly steeds onbepaald. Vir 'n beter begrip van die heelal, is dit van kardinale belang dat die massa neutrino's akkuraat gemeet word.
Die KArlsruhe TRItium Neutrino-eksperiment (KATRIN) by Karlsruhe Institute of Technology (KIT), die samewerkende onderneming van ses lande, is toegewy aan die meting van massa neutrino's met sub-eV-presisie.
In 2019 het die KATRIN-eksperiment aangekondig dat neutrino's hoogstens 1.1 eV weeg, wat 'n tweevoudige verbetering was teenoor vorige boonste grensmetings van 2 eV
1 eV of elektronvolt is energie wat deur 'n elektron verkry word wanneer die elektriese potensiaal by die elektron met een volt toeneem en gelyk is aan 1.602 × 10-19 joule. Op subatomiese vlak is dit gerieflik om massa in terme van energie uit te druk volgens massa-energiesimmetrie soos per E=mc2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 kg.
Op 14 Februarie 2022 het die KATRIN Collaboration meting van massa neutrino's aangekondig met 'n ongekende presisie wat aantoon dat neutrino's ligter as 0.8 eV is en sodoende die 1 eV-grens in neutrinofisika verbreek.
Die navorsingspan beoog om voort te gaan met die verdere metings van die neutrinomassa tot einde 2024. Vanaf 2025 sal die KATRIN-eksperiment met behulp van 'n nuwe TRISTAN-detektorstelsel 'n soektog na steriele neutrino's begin. Met massas in KeV-reeks, sou steriele neutrino's kandidate vir die geheimsinnige donker materie wees.
***
Bronne:
- Karlsruhe Tritium Neutrino-eksperiment (KATRIN). Beskikbaar by https://www.katrin.kit.edu/
- Karlsruhe Instituut vir Tegnologie (KIT). Persverklaring 012/2022 – Neutrino’s is ligter as 0.8 elektronvolts. Geplaas 14 Februarie 2022. Beskikbaar by https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- Die KATRIN Samewerking. Direkte neutrino-massa meting met sub-elektronvolt sensitiwiteit. Nat. Fis. 18, 160–166 (2022). Gepubliseer: 14 Februarie 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
