Ученые впервые узнали точную массу нейтрино

Исследование опубликовано в научном журнале Nature Physics (NatPhys).

Нейтрино взаимодействуют с другими частицами материи только через слабое взаимодействие, лежащее в основе бета-распада атомного ядра. Это позволяет сотням триллионов нейтрино каждую секунду проходить сквозь Землю и через наши тела без какого-либо вреда. Чрезвычайно редкие столкновения нейтрино с другими частицами можно засечь только с помощью огромных детекторов.

Команда использовала так называемую ловушку Пеннинга — устройство, создающее однородное статическое магнитное поле и пространственно неоднородное электрическое поля для хранения заряженных частиц.

В ходе экспериментов им удалось поймать в ловушку атомы изотопа гольмий-163. При захвате электрона из внутренней электронной оболочки этот элемент преобразуется в изотоп диспрозий-163, а в ходе процесса высвобождается нейтрино.

Ученые измерили энергию ионов гольмия-163 и диспрозия-163, и на основе этой разницы сумели оценить энергию неуловимой частицы.

Затем исследователи «взвесили» нейтрино по знаменитой формуле Эйнштейна E = mc², разделив значение энергии на квадрат скорости света. Это дало результат 0,000000000000000000000000000000000014 килограмма, или 10 в -36-й степени. Результат оказался в 50 раз точнее всех предыдущих попыток вычисления массы нейтрино.

По словам специалистов, для наглядности это значение можно сравнить с разницей в массе между изюминкой и Солнцем.

Авторы открытия добавили, что масса нейтрино может быть еще ниже, однако для более точных вычислений нужны более совершенные методы, выходящие за рамки современных технических возможностей

Автор: Артем Новиков

Источник