Каждую секунду проходит через наше тело: физики раскрыли один из секретов призрачной частицы

Исследование опубликовано в журнале Science, пишет ScienceAlert.

Нейтрино – что это?

Уже почти 100 лет физики знают о существовании нейтрино и многие годы ученые пытаются определить массу этой неуловимой призрачной частицы. Нейтрино являются самыми распространенными частицами во Вселенной, и их масса влияет на структуры, из которых состоит космос.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Считается, что нейтрино существуют уже 13,8 млрд лет, то есть с момента Большого взрыва, давшего начало нашей Вселенной. Физики предполагают, что на один атом в космосе приходится примерно миллиард нейтрино, которые летят сквозь Вселенную с огромной скоростью и могут проходить практически через любые объекты.

Нейтрино имеют очень маленькую массу, как считают физики, хотя ее точное значение до сих пор не удалось определить. При этом призрачные частицы не имеют электрического заряда и очень редко взаимодействуют с материей. Ученые считают, что каждую секунду через тело человека проходит несколько триллионов нейтрино, но мы этого даже не замечаем.

Масса нейтрино – что выяснили физики?

Нейтрино изучать чрезвычайно сложно, но не невозможно. Уже 6 лет ученые из разных стран пытаются раскрыть секреты нейтрино, в частности какая у этой частицы масса, с помощью специальной установки KATRIN, расположенной в Технологическом институте Карлсруэ, Германия. Эта установка состоит из огромного спектрометра, который измеряет массу нейтрино с помощью изучения электронов, которые выходят в результате распада трития, радиоактивного изотопа водорода. Когда происходит распад трития, то выходят как электроны, так и нейтрино.

Электрон и нейтрино делят энергию, создаваемую распадом трития. Поэтому физики измеряют энергию электрона, чтобы получить информацию о нейтрино. Но для этого нужно очень много электронов. Во время нового эксперимента потребовалось 36 млн электронов, что в 10 раз больше, чем использовали физики для прошлого определения верхнего предела массы нейтрино.

Во время нового эксперимента физики выяснили, что масса нейтрино не может превышать 0,45 электронвольт. Это меньше одной миллиардной массы протона, то есть частицы, которая находится в ядре каждого атома вместе с нейтроном. Новый верхний предел массы нейтрино в два раза меньше, чем тот, который физики обнаружили с помощью установки KATRIN 3 года назад.

Теперь ученые намерены к концу года измерить энергию 250 млн электронов, чтобы, что позволит еще лучше уточнить верхний предел массы нейтрино. Ученые считают, что нейтрино может весить менее 0,3 электронвольт.

Темная энергия и темная материя

Физики считают, что точное определение массы призрачной частицы поможет раскрыть некоторые из главных тайн Вселенной. Например, нейтрино могут объяснит природу темной энергии, загадочной силы, управляющей ускоренным расширением космоса.

Считается, что 95% материи и энергии Вселенной – это темная энергия и темная материя. Физики теперь хотят создать новую установку для поиска стерильных нейтрино. Эти гипотетические частицы не взаимодействуют с материей, но имеют гораздо большую массу, чем обычные нейтрино. Физики считают, что эти тяжелые нейтрино на самом деле могут быть темной материей.

Как уже писал Фокус, авторы недавнего исследования предположили, что темная материясостоит из странных черных дыр, которые возникли еще на заре истории Вселенной.