KATRIN experiment mandated to weigh neutrinos has announced a more precise estimate of the upper limit of its besar-besaran - neutrino weigh at most 0.8 eV, i.e., the neutrinos are lighter than 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
Neutrinos (secara literal, yang neutral kecil) adalah zarah asas yang paling banyak dalam alam semesta. They are almost omnipresent, in galaksi, in sun, in all the ruang around us. Trillions of neutrinos pass through our bodies every second without interacting with any other particle.
Mereka mula-mula ditubuhkan 10-4 saat selepas letupan besar kira-kira 13.8 bilion tahun yang lalu dan memainkan peranan penting dalam evolusi alam semesta. Mereka secara berterusan terbentuk dalam jumlah yang besar dalam tindak balas pelakuran nuklear dalam bintang termasuk di matahari, dalam reaktor nuklear di bumi dan dalam pereputan radioaktif. Ia juga penting dalam proses supernova dalam kitaran hayat bintang dan memberikan isyarat awal letupan supernova. Pada peringkat subatomik, neutrino menyediakan alat untuk mengkaji struktur nukleon. Neutrinos juga boleh membantu menjelaskan asimetri jirim-antimateri.
Walaupun semua kepentingan ini, masih banyak yang tidak diketahui neutrino. We do not know how they interact with other particles. Similarly, since the discovery of neutrino oscillations, it is known that neutrinos have non-zero besar-besaran. We know that neutrinos have very small besar-besaran and are the lightest of all elementary particles but their exact mass still remains undetermined. For a better understanding of the alam semesta, adalah penting bahawa jisim neutrino diukur dengan tepat.
Eksperimen KArlsruhe TRItium Neutrino (KATRIN) di Institut Teknologi Karlsruhe (KIT), usaha sama enam negara didedikasikan untuk pengukuran jisim neutrino dengan ketepatan sub-eV.
Pada tahun 2019, percubaan KATRIN telah mengumumkan bahawa neutrino mempunyai berat paling banyak 1.1 eV yang merupakan peningkatan dua kali ganda berbanding ukuran atas 2 eV sebelumnya.
1 eV atau volt elektron ialah tenaga yang diperolehi oleh elektron apabila potensi elektrik pada elektron meningkat sebanyak satu volt dan bersamaan dengan 1.602 × 10-19 joule. Pada peringkat subatomik, adalah mudah untuk menyatakan jisim dari segi tenaga mengikut simetri jisim-tenaga seperti E=mc2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 kg.
Pada 14 Februari 2022, Kerjasama KATRIN mengumumkan pengukuran jisim neutrino dengan ketepatan yang belum pernah berlaku sebelum ini mendedahkan neutrino lebih ringan daripada 0.8 eV sekali gus memecahkan halangan 1 eV dalam fizik neutrino.
Pasukan penyelidik menyasarkan untuk meneruskan pengukuran jisim neutrino selanjutnya sehingga akhir tahun 2024. Mulai 2025, dengan bantuan sistem pengesan TRISTAN baharu, eksperimen KATRIN akan memulakan pencarian neutrino steril. Dengan jisim dalam julat KeV, neutrino steril akan menjadi calon untuk jirim gelap yang misteri.
***
Sumber:
- Eksperimen Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN). Boleh didapati di https://www.katrin.kit.edu/
- Institut Teknologi Karlsruhe (KIT). Siaran Akhbar 012/2022 – Neutrino Lebih Ringan daripada 0.8 Volt Elektron. Disiarkan pada 14 Februari 2022. Boleh didapati di https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- Kerjasama KATRIN. Pengukuran jisim neutrino terus dengan kepekaan sub-elektronvolt. Nat. Fizik. 18, 160–166 (2022). Diterbitkan: 14 Februari 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
