Германские физики определят вес самой легчайшей материи во Вселенной

Понедельник, 17 октября 2016 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

На этой неделе в Германии начал работу эксперимент KATRIN, в рамках которого ученые из Технологического института Карлсруэ попытаются определить массу нейтрино, легчайшей формы материи во Вселенной, сообщает пресс-служба заведения.
 
Нейтрино представляют собой мельчайшие элементарные частицы, которые "общаются" с окружающей материей только посредством гравитации и так называемых слабых взаимодействий, проявляющихся лишь на расстояниях, существенно меньше размеров ядра атома. В середине прошлого века ученые открыли три вида таких частиц — тау, мюонные и электронные нейтрино и их "злые близнецы" - антинейтрино.
 
Наблюдения за Солнцем в 1960 годах и эксперименты нобелевских лауреатов Артура Макдональда и Такааки Каджиты раскрыли две важные вещи - то, что нейтрино разных видов умеют периодически превращаться друг в друга - этот процесс ученые называют "осцилляциями" и то, что они обладают ненулевой массой. С тех пор ученые наблюдают за этим процессом, пытаясь вычислить массу нейтрино по тому, как "охотно" разные типы этих частиц превращаются в два других их вида.
 
Германские физики решили подойти к этой проблеме с обратной стороны - в рамках эксперимента KATRIN они попытаются вычислить массу "неуловимых" частиц при помощи своеобразного метода исключения.
 
Ключом к ней служат атомы трития - тяжелого изотопа водорода, в ядре которого содержится два нейтрона и один протон. Тритий нестабилен по своей природе, и со временем он превращается в гелий-3, испуская при этом один электрон и электронное антинейтрино. В соответствии с законом сохранения энергии, "осколки" распавшегося ядра будут иметь в сумме ту же энергию, что и оно само, что позволяет вычислить массу неизвестной частицы, замеряя массы других фрагментов деления.
 
Руководствуясь этой простой идеей, немецкие ученые собрали гигантский "чан" с водой, покрытый специальными фотодетекторами и источниками магнитных полей, в начале которого находится небольшая емкость с тритием. Когда ядро тяжелого водорода распадается, рождающийся в результате этого электрон "подхватывается" магнитными полями и отправляется на специальный детектор, который измеряет его массу.
 
Подобные измерения, по текущим планам физиков, будут идти около пяти лет, что позволит накопить достаточно данных для того, чтобы измерить массу электрона с точностью, превышающей 0,2 электронвольт (один электронвольт - величина энергии, примерно эквивалентная массе в 10 в минус 36 степени килограмм).
 
Столь высокая точность измерений нужна ученым по той причине, что масса нейтрино крайне мала - последние эксперименты на детекторе KamLAND-Zen показывают, что эти частицы могут весить в несколько раз или даже в десятки раз меньше, чем предполагаемая их масса - около 1-2 электронвольт. Несмотря на столь высокие требования, участники проекта, как передает журнал Symmetry, настроены оптимистично и ожидают получить первые результаты уже в 2017 году.
 
Позже к подобным измерениям могут подключиться американские ученые, занимающиеся схожими, но несколько другими экспериментами с тритием в рамках проекта Project 8. Его чувствительность в теории будет выше, чем у KATRIN, однако данный детектор еще только вступил в первые фазы проектирования и постройки.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 312
Рубрика: ТЭК
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003

Rating@Mail.ru