Нейтрино — самые загадочные «призраки» микромира. Долгое время считалось, что они вообще не имеют массы, пока в 1998 году открытие нейтринных осцилляций не перевернуло представления ученых. Способность этих частиц менять свой тип во время движения доказала, что они должны обладать массой. Теперь международная команда физиков в Германии совершила новый прорыв в изучении этих неуловимых частиц.
В уникальном эксперименте KATRIN ученые установили самый точный на сегодня верхний предел массы нейтрино — менее 0,45 электронвольт. Чтобы представить, насколько это мало, достаточно сказать, что нейтрино легче электрона примерно в миллион раз.
Секрет успеха кроется в невероятно точных измерениях. В течение 250 дней исследователи анализировали данные о 36 миллионах электронов, образующихся при распаде трития — радиоактивного изотопа водорода. Когда тритий распадается, он испускает электрон и антинейтрино. Если нейтрино забирает хотя бы крошечную долю энергии этого процесса, значит, оно обладает массой.
Установка KATRIN представляет собой 70-метровый комплекс сверхчувствительного оборудования, способного улавливать мельчайшие энергетические отклонения. Точность этих измерений в шесть раз превосходит все предыдущие попытки определить массу нейтрино.
Значение этого открытия трудно переоценить. Нейтрино остаются последними частицами Стандартной модели, чья масса до сих пор точно не измерена. Установление этого параметра может пролить свет на фундаментальные вопросы: действует ли на нейтрино механизм Хиггса, как на другие частицы, или существует какой-то иной способ приобретения массы? Ответ может привести к открытию новых законов физики и помочь разгадать природу темной материи.
Эксперимент KATRIN продолжается и продлится до конца 2025 года. Как отмечает физик Сюзанна Мертенс, участник исследования, ученые находятся на пороге открытия, способного переписать учебники по физике. Возможно, совсем скоро самая неуловимая частица Вселенной наконец-то раскроет свои тщательно охраняемые секреты.
