Luglio 18, 2024

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Una nuova tecnica selvaggia può finalmente misurare lo sfuggente neutrino: ScienceAlert

Una nuova tecnica selvaggia può finalmente misurare lo sfuggente neutrino: ScienceAlert

Neutrini Sono abbondanti particelle subatomiche che svolgono un ruolo cruciale nella formazione dell’universo. Inizialmente, queste particelle difficili da rilevare erano considerate prive di massa e, secondo le teorie aggiornate, dovevano pesare qualcosa.

Esattamente quale sia questa misurazione non è stato ancora determinato sperimentalmente. Un team internazionale di scienziati ha escogitato un nuovo modo per risolvere questo piccolo mistero.

Conoscere la massa di un neutrino sarebbe un grande momento per la scienza, anche perché aiuta a capire come è iniziato l’universo primordiale, ma queste particelle si sono rifiutate di funzionare bene con i nostri attuali strumenti e rilevatori.

La risposta, come proposto in un nuovo studio, potrebbe risiedere nel monitoraggio Decadimento betain particolare nella rara forma radioattiva dell’idrogeno chiamata Trizio. È possibile osservare questo processo naturale di decadimento radioattivo, rivelando potenzialmente il peso dei neutrini coinvolti.

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“In linea di principio, man mano che la tecnologia si sviluppa e cresce, abbiamo una possibilità realistica di raggiungere la scala necessaria per determinare la massa dei neutrini”. Lui dice Il fisico Brent Vandevender, del Pacific Northwest National Laboratory.

Quando Trizio Quando decadono, formano tre particelle subatomiche: uno ione elio, un elettrone e un neutrino. Conoscendo la massa totale e quella delle altre particelle, gli scienziati sperano che la massa mancante sia quella del neutrino.

Questo approccio si basa sulla cosiddetta spettroscopia di emissione di radiazioni ciclotroniche, o CRES, che può catturare… Radiazione a microonde di elettroni che fuggono mentre viaggiano attraverso il campo magnetico, deducendo così gli effetti del neutrino associato.

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“Il neutrino è incredibilmente leggero.” Lui dice La fisica Talia Weiss, dell’Università di Yale. “È più di 500.000 volte più leggero di un elettrone. Pertanto, quando neutrini ed elettroni vengono creati contemporaneamente, la massa del neutrino ha solo un piccolo effetto sul movimento dell’elettrone.”

“Vogliamo vedere questo piccolo effetto. Quindi, abbiamo bisogno di un modo molto preciso per misurare la velocità con cui si muovono gli elettroni.”

Chris sì È stato usato prima In esperimenti simili, l’ultimo studio è il primo ad analizzare il decadimento beta del trizio e a determinare il limite superiore della massa del neutrino. Inoltre, CRES ha il potenziale per espandersi ed evolversi meglio di qualsiasi altra tecnologia di questo tipo, anche se ci sono ancora notevoli ostacoli tecnici da superare.

Come sottolineano i ricercatori, la massa del neutrino è vitale per la fisica a tutti i livelli, compresa la fisica nucleare, la fisica delle particelle, l’astrofisica e la cosmologia. Forse anche quando peseremo questa particella, avremo a che fare con un ramo completamente nuovo della fisica.

“Nessuno lo fa” Lui dice La fisica Elise Nowitzki, dell’Università di Washington. “Non stiamo prendendo una tecnologia esistente e cercando di modificarla un po’. Viviamo come nel selvaggio West.”

La ricerca è stata pubblicata in Lettere di revisione fisica.