Neutrinos Sie sind reichlich vorhandene subatomare Teilchen, die eine entscheidende Rolle bei der Entstehung des Universums spielen. Ursprünglich galten diese schwer nachweisbaren Teilchen als masselos und nach aktualisierten Theorien müssen sie etwas wiegen.

Um welche Messung es sich genau handelt, konnte experimentell noch nicht ermittelt werden. Ein internationales Wissenschaftlerteam hat einen neuen Weg gefunden, dieses kleine Rätsel zu lösen.

Die Kenntnis der Masse eines Neutrinos wäre ein großer Schritt für die Wissenschaft, nicht zuletzt, um herauszufinden, wie das frühe Universum entstand, aber diese Teilchen haben mit unseren aktuellen Instrumenten und Detektoren nicht gut funktioniert.

Die Antwort könnte, wie in einer neuen Studie vorgeschlagen, in der Nachverfolgung liegen Beta-Zerfallinsbesondere in der seltenen radioaktiven Form von Wasserstoff Tritium. Dieser natürliche radioaktive Zerfallsprozess kann beobachtet werden und möglicherweise Aufschluss über das Gewicht der beteiligten Neutrinos geben.

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„Grundsätzlich haben wir mit der Weiterentwicklung und Skalierung der Technologie eine realistische Chance, den Maßstab zu erreichen, der zur Bestimmung der Neutrinomasse erforderlich ist.“ sagen Der Physiker Brent Vandevender vom Pacific Northwest National Laboratory.

Wann Tritium Bei ihrem Zerfall bilden sie drei subatomare Teilchen: ein Heliumion, ein Elektron und ein Neutrino. Durch die Kenntnis der Gesamtmasse und der Masse anderer Teilchen hoffen Wissenschaftler, dass die fehlende Masse die Masse des Neutrinos ist.

Dieser Ansatz basiert auf der sogenannten Zyklotronstrahlungsemissionsspektroskopie (CRES), die erfassen kann… Mikrowellenstrahlung der austretenden Elektronen auf ihrem Weg durch das Magnetfeld und schließt daraus auf die Wirkung des zugehörigen Neutrinos.

„Das Neutrino ist unglaublich leicht.“ sagen Physikerin Talia Weiss von der Yale University. „Es ist mehr als 500.000 Mal leichter als ein Elektron. Wenn also Neutrinos und Elektronen gleichzeitig entstehen, hat die Masse des Neutrinos nur einen geringen Einfluss auf die Bewegung des Elektrons.“

„Wir wollen diesen kleinen Effekt sehen. Deshalb brauchen wir eine sehr genaue Methode, um zu messen, wie schnell sich die Elektronen bewegen.“

Chris hat Es wurde schon einmal verwendet In ähnlichen Experimenten ist die neueste Studie die erste, die den Beta-Zerfall von Tritium analysiert und die Obergrenze der Neutrinomasse bestimmt. Darüber hinaus hat CRES das Potenzial, besser zu skalieren und sich weiterzuentwickeln als jede andere Technologie dieser Art – obwohl noch erhebliche technische Hürden zu überwinden sind.

Wie die Forscher hervorheben, ist die Neutrinomasse für die Physik auf allen Ebenen, einschließlich der Kernphysik, der Teilchenphysik, der Astrophysik und der Kosmologie, von entscheidender Bedeutung. Vielleicht haben wir, selbst wenn wir dieses Teilchen wiegen, einen ganz neuen Zweig der Physik zu bewältigen.

„Niemand sonst macht das“ sagen Physikerin Elise Nowitzki von der University of Washington. „Wir nehmen keine bestehende Technologie und versuchen, sie ein wenig zu optimieren. Wir leben sozusagen im Wilden Westen.“

Die Forschung wurde veröffentlicht in Briefe zur körperlichen Untersuchung.