นักฟิสิกส์ที่มีการทดลอง Karlsruhe tritium neutrino (Katrin) รายงานการวัดที่แม่นยำที่สุดของขีด จำกัด มวลสูงสุดของนิวตริโนจนถึงปัจจุบันสร้างเป็น 0.45 อิเล็กตรอนโวลต์ (EV)-น้อยกว่าหนึ่งล้านมวลของอิเล็กตรอน
มุมมองภายในของสเปกโตรมิเตอร์หลักของแคทริน เครดิตภาพ: M. Zacher / Katrin การทำงานร่วมกัน
นิวตริโนเป็นอนุภาคที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในจักรวาลและมีอยู่สามประเภทหรือรสชาติที่แตกต่างกัน: อิเล็กตรอนนิวตริโน, มูอนนิวตริโนและนิวตริโนเอกภาพ
รสชาติเหล่านี้แกว่งไปมาซึ่งหมายความว่านิวตรอนเดียวสามารถเปลี่ยนเป็นแต่ละประเภทได้ในขณะที่มันเดินทางโดยให้หลักฐานที่น่าสนใจว่านิวตริโนมีมวลที่ขัดแย้งกับสมมติฐานดั้งเดิมของแบบจำลองดั้งเดิมของนิวตริโนที่ไม่มีมวล
อย่างไรก็ตามมวลที่แน่นอนของพวกเขายังคงเป็นหนึ่งในความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ของฟิสิกส์อนุภาค
ในกระดาษใหม่ในวารสารศาสตร์นักฟิสิกส์กับการทำงานร่วมกันของแคทรินนำเสนอผลลัพธ์ของแคมเปญการวัดห้าครั้งแรกของการทดลองแคทริน
“ การทดลอง Katrin เป็นตัวกำหนดมวลของนิวตริโนโดยการวิเคราะห์การสลายตัวเบต้าของไอโซโทป” พวกเขาอธิบาย
“ ในระหว่างการสลายตัวนี้นิวตรอนจะเปลี่ยนเป็นโปรตอนปล่อยทั้งอิเล็กตรอนและอิเล็กตรอน antineutrino - หลังเป็นปฏิปักษ์ของนิวตริโน”
“ โดยการวิเคราะห์การกระจายพลังงานการสลายตัวทั้งหมดระหว่างอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาและอิเล็กตรอน antineutrino มวลของนิวตริโนสามารถอนุมานได้”
กว่า 259 วันระหว่างปี 2562 ถึง 2564 นักฟิสิกส์แคทรินวัดพลังงานประมาณ 36 ล้านอิเล็กตรอนซึ่งเป็นชุดข้อมูลที่ใหญ่กว่าการวิ่งก่อนหน้านี้ถึงหกเท่า
ผลการวิจัยสร้างขีด จำกัด สูงสุดของห้องปฏิบัติการที่เข้มงวดที่สุดในมวลนิวตริโนอิเล็กตรอนที่มีประสิทธิภาพวางไว้ที่ <0.45 eV ด้วยระดับความเชื่อมั่น 90%
ผลลัพธ์นี้นับเป็นการปรับแต่งครั้งที่สามของขีด จำกัด มวลนิวตริโนและปรับปรุงเมื่อขีด จำกัด ก่อนหน้านี้เป็นปัจจัย 2
“ สำหรับผลลัพธ์นี้เราได้วิเคราะห์แคมเปญการวัดห้าแคมเปญรวมประมาณ 250 วันของการรวบรวมข้อมูลจากปี 2562 ถึง 2564-ประมาณหนึ่งในสี่ของข้อมูลทั้งหมดที่คาดว่าจะเกิดจากแคทริน” ดร. แคทรินวาเลอเรียสหนึ่งในสองของการทดลองของแคทรีน
“ ในแต่ละแคมเปญเราได้รับข้อมูลเชิงลึกใหม่และปรับสภาพการทดลองให้ดีขึ้น” ดร. ซูซานเมอร์เทนนักฟิสิกส์ของสถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์นิวเคลียร์และมหาวิทยาลัยเทคนิคมิวนิคกล่าว
-
Max Akeret al- (การทำงานร่วมกันของแคทริน) 2025. การวัดมวลนิวตริโนโดยตรงขึ้นอยู่กับข้อมูลแคทริน 259 วันศาสตร์388 (6743): 180-185; ดอย: 10.1126/science.adq9592
