การทดลอง KATRIN ที่ได้รับคำสั่งให้ชั่งน้ำหนักนิวทริโนได้ประกาศการประมาณค่าขีดจำกัดบนของนิวตริโนที่แม่นยำยิ่งขึ้น มวล - นิวตริโน มีน้ำหนักมากที่สุด 0.8 eV กล่าวคือ นิวตริโนเบากว่า 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 กก.)
นิวตริโน (ตามตัวอักษรแล้ว อนุภาคที่เป็นกลางเล็กน้อย) เป็นอนุภาคมูลฐานที่มีมากที่สุดใน จักรวาล- พวกมันมีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่งค่ะ กาแล็กซี, กลางแดด , ในทุก ๆ ด้าน ช่องว่าง รอบตัวเรา นิวตริโนนับล้านล้านผ่านร่างกายของเราทุก ๆ วินาทีโดยไม่มีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคอื่นใด
พวกเขาถูกสร้างขึ้นครั้งแรก10-4 วินาทีหลังจากบิ๊กแบงเมื่อประมาณ 13.8 พันล้านปีก่อน และมีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการของ จักรวาล- พวกมันก่อตัวอย่างต่อเนื่องในปริมาณมหาศาลในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันในดวงดาวรวมถึงในดวงอาทิตย์ ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์บนโลก และในการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี ยังมีความสำคัญในกระบวนการซูเปอร์โนวาในวงจรชีวิตของดาวฤกษ์และเป็นสัญญาณเริ่มต้นของการระเบิดของซูเปอร์โนวา ในระดับย่อยอะตอม นิวตริโน เป็นเครื่องมือในการศึกษาโครงสร้างของนิวคลีออน นิวตริโน ยังช่วยอธิบายเรื่องความไม่สมดุลของสสารกับปฏิสสารด้วย
ทั้งที่ความสำคัญเหล่านี้ยังไม่ทราบมากนัก นิวตริโน- เราไม่รู้ว่าพวกมันมีปฏิกิริยากับอนุภาคอื่นอย่างไร ในทำนองเดียวกัน นับตั้งแต่การค้นพบการแกว่งของนิวตริโน เป็นที่ทราบกันว่านิวตริโนมีค่าไม่เป็นศูนย์ มวล- เรารู้ว่านิวตริโนมีขนาดเล็กมาก มวล และเป็นอนุภาคมูลฐานที่เบาที่สุด แต่มวลที่แน่นอนยังคงไม่ทราบแน่ชัด เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้นในเรื่อง จักรวาลการวัดมวลของนิวตริโนอย่างแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ
KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment (KATRIN) ที่สถาบันเทคโนโลยี Karlsruhe (KIT) ซึ่งเป็นความร่วมมือกันของหกประเทศได้ทุ่มเทให้กับการวัดมวลของนิวตริโนด้วยความแม่นยำต่ำกว่า eV
ในปี 2019 การทดลองของ KATRIN ได้ประกาศว่านิวตริโนมีน้ำหนักสูงสุด 1.1 eV ซึ่งเพิ่มขึ้นสองเท่าเมื่อเทียบกับการวัดขอบเขตบนก่อนหน้าที่ 2 eV
1 eV หรืออิเล็กตรอนโวลต์คือพลังงานที่อิเล็กตรอนได้รับเมื่อศักย์ไฟฟ้าที่อิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นหนึ่งโวลต์และเท่ากับ 1.602 × 10-19 จูล ที่ระดับต่ำกว่าอะตอม จะสะดวกต่อการแสดงมวลในรูปของพลังงานตามสมมาตรมวล-พลังงานตาม E=mc2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 กก.
เมื่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2022 การทำงานร่วมกันของ KATRIN ได้ประกาศการวัดมวลของนิวตริโนด้วยความแม่นยำที่ไม่เคยปรากฏมาก่อน ซึ่งเผยให้เห็นว่านิวตริโนเบากว่า 0.8 eV ซึ่งทำลายอุปสรรค 1 eV ในฟิสิกส์ของนิวตริโน
ทีมวิจัยมีเป้าหมายที่จะดำเนินการตรวจวัดมวลนิวตริโนต่อไปจนถึงสิ้นปี พ.ศ. 2024 ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2025 ด้วยความช่วยเหลือของระบบตรวจจับ TRISTAN ใหม่ การทดลองของ KATRIN จะเริ่มดำเนินการค้นหานิวตริโนปลอดเชื้อ ด้วยมวลในช่วง KeV นิวตริโนที่ปราศจากเชื้อจะเป็นตัวเลือกของสสารมืดลึกลับ
***
แหล่งที่มา:
- การทดลอง Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) สามารถดูได้ที่ https://www.katrin.kit.edu/
- สถาบันเทคโนโลยีคาร์ลสรูเฮอ (KIT) Press Release 012/2022 – นิวตริโนเบากว่า 0.8 อิเล็กตรอนโวลต์ โพสต์เมื่อ 14 กุมภาพันธ์ 2022 มีจำหน่ายที่ https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- การทำงานร่วมกันของ KATRIN การวัดมวลนิวตริโนโดยตรงด้วยความไวของโวลต์อิเล็กตรอนย่อย แนท. สรีรวิทยา 18, 160–166 (2022). เผยแพร่เมื่อ: 14 กุมภาพันธ์ 2022 ดอย: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
